従来の工作機械から3Dプリンティングへと移行した巨人たち

3Dプリントの魅力は強い。IDTechExは、今後10年間のプリンターの価格と市場シェアの動向はV字カーブの傾向を示すと予測している。現在、3万～30万ドルの価格帯のプリンターが市場シェアの64％を占めており、今後10年間はハイエンドの金属プリンターの市場が急成長する時期となる。30万ドル以上の価格帯の産業用プリンターの市場シェアは57％に達する。

以下では、Antarctic Bear 編集者が、従来の工作機械から 3D プリントの分野に参入した世界の大手企業を取り上げます。

ハムエル / ハムエル、ドイツ

Hamuel は 2013 年に HSTM 1000 3D プリントハイブリッド加工センターを発売しました。この装置は、レーザークラッディング、5軸加工、検査、研磨、レーザーマーキングを1つに組み合わせたものです。特に、摩耗したブレードやブリスクの修復において優れた処理能力を備えています。

· ディーエムジーエムジー

DMG森精機LASERTEC 65 3Dは、5軸CNC加工センターにレーザー堆積溶接を組み合わせた3Dプリント機能を開発しました。加工に適した金属粉末材料としては、ステンレス鋼、インコネル（ニッケル基合金の一種）などの難削材などが挙げられます。

LASERTEC 65 3D積層造形装置は、航空機部品や医療機器部品に関わる複雑なワークピース（加工対象物）の製造・修理に適しています。レーザー堆積溶接は、2キロワットのダイオードレーザーを使用します。CNCフライス加工とレーザー加工は完全に自動で切り替えられます。金属粉末をレーザーで固めて積層を完了し、その後CNC切断を行います。最大製造効率は1時間あたり3.5kg、材料の厚さは0.1mm～5mmに対応します。これは、従来の CNC 加工と 3D プリントの積層製造を組み合わせたものに相当します。形状は、積層製造方法を使用して工作機械上で「積み重ね」られ、その後、CNC 加工方法を使用して軽く切断され、精度要件を満たさない余分な材料が除去されます。

· MAZAK/日本マザック

マザックは、複合材加工装置「Integrex i-400am（積層造形）」を発売した。 Integrex i-400amは完全な機器セットです。特に、航空宇宙部品の耐熱合金加工、エネルギー分野の工具・部品の高硬度材料加工、医療機器製造における高精度特殊合金加工など、加工困難な材料の小ロット生産に適しています。

メーカーは、積層造形によってブランクを簡単に製造し、その後、CNC フライス加工と、必要に応じてレーザーマーキングによって高精度の仕上げ作業を迅速に完了できます。 Integrex i-400am は、レーザー焼結積層造形法を採用しています。ファイバーレーザー熱源が金属粉末を溶かし、クラッディングヘッド (ノズル) が CAD 定義モデルを読み取って材料を溶かします。このシステムは、さまざまな種類の金属物体を接合したり、既存の摩耗または損傷した部品を修復したりすることもできます。特に、航空タービンブレードの修復では、コストを大幅に節約できます。

· 松浦/日本

松浦のLUMEX Avance-25金属3Dプリンターは、金属レーザー焼結積層造形技術と高速フライス加工プロセスを組み合わせた世界初の統合製造装置です。 GE Oil & Gas は、新潟県刈羽工場で松浦の設備を使用して、エネルギー業界全体のさまざまな用途向けに特別に構成された Masoneilan 制御バルブ部品を製造しています。

ソディック/日本ソディック

ソディックOPM250Lプリンターは、レーザー溶融・凝固による金属粉末の堆積成形と切削による仕上げ加工を組み合わせた金属光造形複合加工方式を採用しています。ソディックは、この加工技術についてパナソニックとライセンス契約を締結しているほか、独自に関連技術の開発も進めており、5件の特許を出願している。ソディックは、OPM250Lの製品化にあたり、自社の基礎技術を駆使しました。例えば、主制御軸には同社製のリニアモーターを採用し、レーザースキャンや切削加工の制御には専用に開発したNC装置を採用しています。 OPM250Lの最大建築寸法は長さ250mm、幅250mm、高さ250mmで、最大荷重は100kgです。

· ヘルムレ/ドイツ

Hermle MPA 40 には、垂直フライス盤のスピンドルの横に粉末スプレーノズルが取り付けられており、第 4 軸と第 5 軸の回転テーブルにヒーターが取り付けられています。動作中、機械はCADファイルの情報に従って窒素中に浮遊する金属粉末を高温蒸気で押し出し、ラバルと呼ばれるノズルを通して音速の3倍の速度で造形物に噴霧します。圧力は10GPa、温度は最高1000℃に達します。このような巨大な衝撃力とそれに伴う高温および高圧により、個々の金属粒子が激しく変形し、接触面に結合します。この「マイクロ鍛造」により、最大 6 種類の異なる金属を重ね合わせることができます。 MPA 技術で処理できる材料には、熱間ダイス鋼、ステンレス鋼、純銅、銅、チタン、アルミニウムなどがあります。 MPA 40 は、最大サイズが高さ 550 mm、直径 460 mm、重量が最大 600 kg の部品を処理できます。

· シンシナティ

BAAM（Big Area Additive Manufacturing）は、米国エネルギー省傘下のオークリッジ国立研究所（ORNL）と伝統的な工作機械メーカーであるシンシナティが共同開発した高速大規模 3D 印刷装置です。ほとんどのシステム (金属およびポリマー) の印刷速度は 1 立方インチ/時間ですが、金属およびポリマーの最大印刷量は 1 立方フィート/時間未満です。オークリッジ国立研究所とシンシナティのパートナーシップが、BAAM システムの開発の鍵となりました。シンシナティのリニアモーター技術を活用することで、印刷速度を上げることができます。

ELB/ドイツ ELBグラインダー

millGRINDは、ドイツのELB研削盤株式会社とHybrid社が共同開発した製品です。Ambit社のレーザー金属積層3Dプリンターとミーリング機能を組み合わせた連続補正クリープフィード研削盤です。

millGRIND は、ニッケルベースの超合金など、機械加工が容易でない材料を加工するときに、精密研削、フライス加工、AMBIT® 金属堆積の間で自動的に切り替えます。 millGrind は、超研磨特性を持つ従来の研磨材 (コランダム) を使用し、XYZ 解像度は 1/10 ミクロン (0.0001 mm) です。研削砥石の交換は数秒で完了し、8,000 rpm のスピンドルは、穴あけ、タッピング、その他のフライス加工作業用のフライスカッターを自動的にロードできます。特定の部品の 3D プリントプロセス中に、精密研磨表面処理を完了できます。

イバルミア/スペインイバルミア

スペインの加工センターであるIBARMIAは、ダイナミックコラム加工センター、旋盤加工センター、フライス加工センター、および環状ワークピース（風力発電フランジやベアリングなど）を加工するための特殊機械で有名です。 2015 年 9 月、イバミヤは旋削・フライス加工機能と積層造形技術を組み合わせたハイブリッド 3D プリンターを発売しました。 5軸、ダイナミックコラム、複合加工センターの特性と積層造形を組み合わせ、レーザークラッディングヘッドをスピンドルに取り付けることができます。積層造形には、金属堆積速度を最適化するか、材料積層量を最適化するかの2つのモードがあります。最初のモード選択の目的は生産をスピードアップすることであり、2 番目のモード選択の目的は後続の機械加工で除去する必要がある材料を最小限に抑えてコストを削減することです。

トルンプ /ドイツトルンプ

他のハイブリッド 3D 印刷装置メーカーとは異なり、ドイツのレーザー大手 TRUMPF は、レーザー金属溶融 (LMF) 装置とレーザー金属堆積 (LMD) 装置という、純粋に生産専用の 2 つの金属 3D 印刷装置を発売しました。 LMF システムは、プリントベッド上に粉末を層ごとに積み重ねて部品を構築し、非常に複雑で繊細な金属物体を生成します。 LMD システムは、物体の表面に直接溶融ゾーンを作成し、それを金属粉末と融合させるため、既存のツールや物体に特定の構造を追加するのに適しています。

また、従来の工作機械メーカーが積層造形分野に参入するほか、米国のオプトメック社のように、従来の製造分野に参入し、積層造形＋金属切削加工のハイブリッド装置を発売する積層造形メーカーも出てきている。

3D サイエンスバレーへアクセス [url=http://laser.ofweek.com/2015-11/ART-8130-2400-29025108.html][/url]

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