1枚の写真は、鋳造業界におけるさまざまな3Dプリント技術の応用を示しています

李克強首相は、鋳造業界における3Dプリントの使用によってもたらされた変化について、「これまでは『大きく、黒く、荒々しい』ものだったが、今では『細く、優美』なものになっている」と述べた。では、3Dプリントは鋳造業界にどのような魔法のような効果をもたらすのだろうか？下の写真を見てください。

3DP 接着剤噴射 3D 印刷技術

3D 印刷技術における 3DP は、その名の通り 3D 印刷であり、今日の 3D 印刷技術の起源となっています。 3DP の動作原理は、まず粉末の層を広げ、次にノズルを使用して形成する必要がある領域に接着剤をスプレーし、材料の粉末を結合させて部品の断面を形成し、次に粉末の塗布、スプレー、結合のプロセスを繰り返して層ごとに積み重ね、最終的な印刷部品を得ることです。

3DP 技術が鋳造業界で使用される場合、私たちが最も簡単に思いつくのは砂型の印刷であり、別の用途である PMMA の印刷を無視していることを 3D Science Valley はメンバーに思い出させたいと思います。鋳造業界におけるこれら 2 つのアプリケーションの詳細な紹介については、「試作を迅速に完了したいですか?」を参照してください。 - ドイツと日本の鋳造業界の典型的な事例。

もちろん、3DP テクノロジーの印刷材料の範囲も常に進化しています。砂型と PMMA に加えて、今後この分野にどのような新しい材料が参入するのでしょうか?注目して期待する価値があります。

代表企業：

ヴォクセルジェット、ドイツ

Voxeljet は 1999 年にドイツで設立されました。同社はまた、MITからの非独占的特許ライセンスを通じて3Dインクジェットプリンターも製造している。 Voxeljet は 2013 年 10 月にニューヨーク証券取引所に上場しました。 Voxeljet マシンの販売台数は 2014 年の 19 台から 2015 年には 25 台に増加しました。その設備の費用は12万〜160万ユーロである。 Voxeljet の主な応用分野は航空宇宙産業ですが、鋳造所、自動車産業、アーティスト、建築家向けにも試作および製品開発サービスを提供しています。

アメリカンエクソン

ExOne は、産業グレードの 3D プリンターの製造会社で、主に航空宇宙、自動車、重機、エネルギーなどの分野にサービスを提供しています。その応用分野は、主に小ロットの高付加価値製造複合砂型です。同社は2015年に、同社史上最大の3Dプリントシステム「Exerial」も発売する予定だ。 Exerial システムにより、顧客はバッチ生産を工業化することができ、同社の他の現在の急速製造および少量生産システムを上回る性能を実現します。

中国鳳華卓麗

中国では、3D砂型印刷技術はPCM技術と呼ばれ、1997年に清華大学レーザー成形センターで行われた研究開発とプロセス実践に端を発しています。2002年に仏山市科学技術局がこのプロジェクトを導入し、仏山市に定着しました。鳳華卓利の設備の特徴は、迅速な金型なし鋳造、柔軟で正確な統合製造、金属金型ブランクの製造能力であり、運用コストが低く、自動化の度合いが高いことです。

///SLS 選択的レーザー焼結技術

SLS プロセスでは、粉末材料を使用して成形します。成形部品の上面に材料粉末を広げて平らに削り、高強度 CO2 レーザーを使用して、新しく敷いた層上の部品の断面をスキャンします。材料粉末は高強度レーザー照射下で焼結され、部品の断面が得られ、下の成形部品に接着されます。断面の 1 層が焼結されたら、新しい材料粉末の層を広げて、下の断面を選択的に焼結します。 SLS プロセスの最大の利点は、材料の選択肢が広く、ナイロン、ワックス、ABS、樹脂コーティング砂 (コーテッドサンド)、ポリカーボネート、金属粉末、セラミック粉末など、焼結対象物として使用できることです。

鋳造業界における SLS 技術の用途には、砂型鋳造の代替として焼結コーティング砂を使用することが含まれます。インベストメント鋳造用の焼結プラスチック材料。

代表企業：

ドイツのEOS

EOS は 1989 年に設立され、世界的に有名なラピッドプロトタイピング機器メーカーです。 EOS は、システム、ソフトウェア、材料、材料開発およびサービスで構成されるモジュール式ソリューションポートフォリオを提供します。市場でよく知られているSLM選択的レーザー溶融技術に加えて、プラスチックと金属向けの選択的レーザー焼結技術（SLS）も市場をリードする地位にあります。

中国 TPM 英浦

中山盈埔光電子設備有限公司は 2004 年に設立され、2007 年にナイロンプラスチック部品を直接製造する中国初のレーザー焼結 3D 印刷システムを開発しました。 Yingpuは2013年に米国の3Dプリント業界の大手企業と合弁契約を締結し、2014年に上海合弁計画を立ち上げ、ポリマー材料のレーザー焼結と金属材料成形を中核プロセスとする産業グレードの3Dプリント技術の研究開発、生産、販売に従事しました。

ファースーンチャイナ

Farsoonは選択的レーザー焼結（SLS）装置の製造能力だけでなく、材料生産技術も持っています。FarsoonのSLSナイロン粉末材料は国内市場に供給されているだけでなく、米国、スウェーデン、イタリアなどの海外市場にも販売されています。

中国華駁3D

武漢華科3Dテクノロジー株式会社は、登録資本金6,000万人民元を誇る、中国中部最大の専門的な3Dプリント機器研究開発および製造プラットフォームです。華中科技大学産業グループ、華中CNC、華工投資、和徐ホールディングス、華中科技大学ラピッドプロトタイピングテクノロジーチームが共同で立ち上げたハイテク企業です。

中国AFS龍源自動成形

北京龍源自動成形システム有限公司は 1994 年に設立され、3DP テクノロジー社の完全子会社です。 Longyuan は、選択的粉末焼結レーザーラピッドプロトタイピングマシンを開発した中国初の企業です。現在の装置技術範囲には、SLS、SLM、LENS 技術が含まれます。龍源成形加工サービスセンターは、航空宇宙、自動車、オートバイ、ポンプバルブ本体などの業界向けに、特殊形状で複雑な部品を大量に迅速に製造してきました。

ビンハープ武漢ビンフー / 中国

武漢濱湖機電科技産業有限公司は、華中科技大学のラピッド製造センターに技術を依存しており、中国で最も早く3Dプリント技術の独立した研究開発に取り組んでいる企業の1つです。同社は1991年以来、SLSやSLMなどさまざまな成形原理の3Dプリント装置の開発・製造を行ってきました。

///感光性樹脂硬化技術

液体感光性樹脂は硬化反応（レーザーヘッドまたは投影、および化学的方法による）を経て、製品の形状に固化します。 SLA (Stereolithography Apparatus) 光硬化ラピッドプロトタイピング技術に類似したものには、DLP (Digital Light Processing) デジタル光処理と CLIP 連続液体インターフェース製造技術があります。

感光性樹脂硬化技術は、鋳造業界では主に鋳型の製造に使用され、砂型ダイカストで使用される木型の代替にもなります。さらに、3Dサイエンスバレーは、セラミック、炭素繊維などの材料技術と樹脂硬化技術の融合を含め、感光性樹脂硬化技術自体も急速に発展していると考えています。この技術が今後、ファウンドリ業界にどのような新しい応用をもたらすのか、注目する価値があり、期待しています。

代表企業：

3Dシステムズ、米国

1988年、アメリカの3D Systems社がこの特許を基に世界初のラピッドプロトタイピングマシンSLA250を製作し商品化しました。それ以来、SLA 成形技術をベースにした 3D プリンターが注目を集めるようになりました。 SLA 成形技術をベースにした 3D Systems の ProX 800 3D プリンターは、さまざまな分野のアプリケーションに適しています。

中国ユニオンテック3D

連泰科技は2000年以来、10年以上にわたり産業グレードの3D印刷技術の研究開発と応用に携わっており、中国で最初に3DプリンターSLAレーザーラピッドプロトタイピング技術の研究開発と生産に携わった企業です。インベストメント鋳造の分野では、特殊な中空構造を持つLiantai 3Dプリント感光性樹脂プロトタイプが金属製品の迅速な鋳造に使用され、設計から生産までの時間を大幅に短縮します。 Liantai 3D のフォトステレオリソグラフィーによるラピッドプロトタイピング 3D プリントの閉ループ制御システムと方法には、独立した知的財産特許があります。

中国プリズマラボ

上海プリズムラボは LCD 光学装置を使用しています。同社のステレオリソグラフィー (SLA) 3D プリンター Reeda 400 は、プリズムラボが独自に開発し、独自の知的財産権を有しています。 Reeda 400は、プリズモゲンの長年の露光装置および感光化学技術研究の技術蓄積に基づいて開発されており、独自のMFP技術は特許を取得しています。

また、感光性樹脂硬化技術では、EnvisionTec（スイスの大昌マセソンを通じて中国で販売・サービスを提供）、Carbon 3D、Formlabのほか、中国の智雷電子科技、珠海西通電子、中山東方博大電子なども参入している。

FDM溶融押し出し3Dプリント技術は、感光性樹脂以外にもインベストメント鋳造にも活用できます。詳しくは、3D Science Valleyが公開したシーメンスの金属部品製造を支援するデスクトップ3Dプリンターをご覧ください。

3Dサイエンスバレーは、産業化の観点から、ジュエリーや歯科の分野での精密鋳造における感光性樹脂硬化技術の応用が、これらの業界の伝統的な産業チェーンを変え、新しいユーザーエクスペリエンスを生み出していると考えています。パーソナライズされた大規模生産に焦点を当て、感光性樹脂硬化技術は、手動設計検証のプロトタイプアプリケーションから積層製造アプリケーションへと移行するはずです。

チャンスとリスクは共存している。設備メーカーや材料サプライヤーにとって、より精密でより速いことは、感光性樹脂硬化技術分野で足場を固めるためのキーワードとなっている。激しい技術競争は、上流企業にも大きなプレッシャーをもたらしている。中国で感光性樹脂硬化技術の開発とサービスに従事する企業にとって、産業チェーンをどのように配置し、ブランド戦略レベルでどのように競争するかは、事業者の知恵をさらに試すことになるだろう。

///ワックス鋳造技術

3Dワックスモデル印刷は私たちの生活の中で広く使用されています。たとえば、ジュエリーデザイナーはデジタルデザインツールを使用して3Dジュエリーをワックスモデルに直接印刷したり、歯科医は義歯、歯科模型、歯の模型などを作成したり、ワックスモデル技術を従来の石膏型に置き換えて患者用により硬い義歯を作成するために広く使用したりしています。

代表企業：

3Dシステムズ、米国

3D Systems のワックスプリントの主なモデルは ProJet® 3510 シリーズです。

ソリッドスケープ

SolidScape は Stratasys の子会社で、1994 年に設立されました。同社の印刷ワックスモデルは、ロストワックス鋳造や鋳型製作に最適なプロトタイプであり、バイオメディカル製品、整形外科、歯科、義肢、宝石、玩具などの分野で幅広く使用されています。

レビュー

上記で詳細に説明した3Dプリント技術と企業に加えて、3Dプリントは鋳造分野での金属金型の印刷にも使用されています。LENSニアネットシェイプ成形技術は、印刷サイズの制限を突破し続けており、マルチマテリアル印刷の材料プロセスソリューションの応用空間ももたらしています。砂型や溶融金属型のサイズが印刷によって制限される場合、LOM積層3D印刷技術を使用して木型を置き換えることができます。この点で、国際的な自動車メーカーはLOM積層3D印刷技術を使用して、大型クランクシャフト用の「木型」を印刷しています。

中国の鋳造業界は、変革とアップグレードの圧力に直面しています。中国鋳造協会は、2020年までに鋳造会社の数は1万5000社以下に減少し、鋳物の総生産量は5500万トンに達し、鋳物の生産額は約7000億元になると予測しています。企業数全体の30％を占める鋳物工場（約4,500社）の鋳造生産量は、総鋳造生産量の80％以上に達する。鋳鉄生産量に占めるダクタイル鋳鉄（バーミキュラ鋳鉄を含む）の割合は2014年の37％から約42％に増加し、アルミニウムやマグネシウムなどの軽合金鋳物の生産量は13％から約20％に増加する。 2020年までに、我が国の鋳物工場の総合エネルギー消費量は2015年に比べて10％減少し、廃砂の利用率はさらに向上し、鋳物工場の廃砂の年間リサイクル量は300万トン以上に達するでしょう。

そして、3D プリンティングはここで独自の役割を果たすことになります。

転載元: 3D Science Valley

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