サームウッドは、ニアネットシェイプ部品の製造コストを大幅に削減する新しいCLA大型積層積層プロセスを発表しました。

2023 年 8 月 10 日、Antarctic Bear は、Thermwood が新しい付加製造方法「Cut Layer Additive」(略して CLA) を開始したことを知りました。これは、低価格の付加製造機を使用して、低コストで大型のニアネットシェイプ部品を製造する方法です。 Thermwood の LSAM などの大判積層印刷技術とは異なり、この新しいプロセスでは、押し出しでは印刷できないさまざまな材料を使用して大型部品を作成できます。

積層された付加部品の切断は、本質的に層状に作られた中空構造であるという点で、大型の付加印刷部品の切断に似ています。ただし、レイヤーは印刷されているのではなく、厚手の紙から切り取られています。言い換えれば、これは積層造形技術の LOM (Laminar Object Manufacturing) ファミリーの新しいサブカテゴリであり、最も初期の積層造形プロセスの 1 つですが、現在ではごく少数の企業と技術 (Fabrisonic の UAM など) に限定されています。 LOM テクノロジーを使った他の実験（Mcor 社の紙と EnvisionTEC (SLCOM) 社の複合織りチュールを使用）は失敗しました。 LOM 技術の基本原理については、Nanjixiong が以前に紹介しています: ニッチな 3D 印刷技術であるレイヤードエンティティ製造技術の公開 - Nanjixiong 3D 印刷ネットワーク - プラットフォーム (nanjixiong.com)
ただし、このプロセスは大きな部品に適している可能性があります。これを実現するために、各レイヤーは 2 つ以上のセグメントに分割され、処理可能な任意の材料のシート上に比較的効率的にネストされます。切断が完了すると、セグメントの端に機械加工された精密ジグソージョイントを使用して、層セグメントが再接続されます。層間のピン位置決め穴により位置合わせが確実に行われ、組み立てが正確かつ簡単になります。
△レイヤーセグメントの効率的なネスティングは、カットレイヤー積層部品のコストを削減する鍵となります。全体として、切断と組み立てのプロセスには、同じ部品を積層印刷する場合と（最大でも）同じ時間と労力がかかります。特定の材料を使用すると、処理速度が速くなり、場合によっては大幅に速くなり、材料コストを大幅に削減できます。
このプロセスの興味深い使用法は、多孔質材料から部品を作成し、それを最終的なサイズと形状に機械加工し、浸透性熱硬化性樹脂（エポキシなど）を追加して浸透および硬化させ、大きな熱硬化性複合部品を作成することです。 Thermwood 社はこのプロセスを使用して、わずか 2,000 ドルの材料と、同じ部品を積層造形するよりも短い時間で、長さ 12 フィートの航空宇宙ツールを製造しました。
CLA テクノロジーでは、CNC フライス加工が可能な金属であれば、金属から部品を作ることもできます。これを実証するために、Thermwood はアルミニウム製の大型航空宇宙用トリム固定具を作成しました。壁の厚さはわずか 1 インチ強で、他の製造方法よりも使用する材料が少なくなります。
△約2,000ドルの材料を使用して作られた航空宇宙用スタッキングツール。同じ部品の積層印刷よりも時間がかかりません。アイデアはシンプルですが、これまで実現することはほとんど不可能でした。それぞれ複数の加工要件があり、すべてを正確に組み合わせる必要のある数百の個別の層セグメントを加工するためのネストされた CNC プログラムを作成することは、困難なプログラミングタスクです。そして、これらすべては、ただ部品を作るためだけに行われたのです。プログラミングコストは節約できる金額を上回ります。
CLA を使用すると、プログラミングなしで操作できます。なぜなら、Thermwood の新しいシステムは、少なくとも一般的な意味ではプログラミングを必要としないからです。約 10 年前、Thermwood 社は、プログラムなしでもタスクを自動実行できるマシンコントローラーを開発しました。現在、この能力は「機械知能」と呼ばれています。具体的には、Thermwood では CNC プログラムを必要とせず、必要なものを伝えて形状を示すだけで、必要な部品が作成されます。
CLA では基本形状の CAD ファイルのみが必要です。これを行うには、必要な部品の CAD ファイル (詳細なファイルではなく、基本的な形状のみ) を送信すると、それが必要な形状であると想定されます。次に、どのように作ってほしいかを伝えます。使用する材料、壁の厚さ、ネストのために層を分割する場所、仕上げ材の量などです。
これは簡単で、タッチスクリーンを使用してマシン上で実行できます。または、オフィスで作成し、機械に送信して処理することもできます。次に、マシンは自動的に付加部品とそれを製造するために必要なレイヤーセグメントを作成し、それらを材料上にネストし、すべてを切り取るための内部マルチツールプログラムを作成します。プロセス全体は非常にシンプルで、従来の方法でプログラミングする場合に必要な時間と労力のほんの一部しか必要ありません。その後、機械がそれを切断します。
△ CLAを使用したアルミ航空宇宙装飾器具。見た目はしっかりしていますが、表面の厚さはわずか 1 インチ強で、他の製造方法よりも使用する材料が少なくなっています。
ステップバイステップの手順<br /> スマートマシンは、加工プロセス全体を通じてオペレーターにステップバイステップのガイダンスを提供します。また、真空で保持できない多孔質材料で作られたものであっても、動かずに長くて薄い部分を切断する方法も知っています。
マシンは、各レイヤーセグメントに関する情報 (どのレイヤーにあるのか、他のセグメントとどのように接続されているかなど) を印刷します。これにより、仕分けと組み立てが大幅に簡素化されます。また、特定のセクションを再カットする必要がある場合に備えて、各レイヤーセグメントに QR コードも印刷されます。
精密なジョイント、層間のピンの位置合わせ、印刷された情報により、組み立てが驚くほど迅速かつ簡単になります。層を接合する方法には、接着、ネジ、ボルト、リベットなどさまざまな方法があり、これらはすべて、層セグメントを処理するマシンによって追加される機能によってサポートされます。 Cut Layer Additive の開発中に作られた最初のエポキシ複合部品は、400 ドル未満の材料を使用して作られたと報告されています。
約10年にわたる機械知能技術の蓄積
サームウッドは2014年に機械知能を搭載した最初の機械を販売したので、この技術は10年近く研究されてきたことになる。同社は約 50 年にわたってカッティングレイヤーマシンを製造しており、そのうちの数千台が世界中の工場で確実に稼働しています。
Cut Layer Additive は、これら 2 つの実証済みのテクノロジーを組み合わせて、魅力的な新製品を生み出します。このようなシンプルなアイデアを最先端のテクノロジーと組み合わせれば、多くの分野に大きな影響を与える可能性があります。

サームウッドは、ニアネットシェイプ部品の製造コストを大幅に削減する新しいCLA大型積層積層プロセスを発表しました。

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