3D Systems ペレット押し出し 3D プリントは、非常に柔軟性が高く、サイズが大きく、高速で、さまざまな材料に適しています。

大型ポリマー 3D プリントの市場は、特に産業用ロボットアームを備えたプリンターを中心に徐々に拡大しています。 RAPID + TCT 2023 では、3D Systems Titan のビジネス開発担当グローバルディレクターの Brad Mount 氏が、大型ポリマー部品の 3D プリントに関する 3D Systems のソリューションを発表しました。

大型3Dプリンターの汎用性
3D Systems 社の押し出しプリンターの最大の特徴と利点は「柔軟性」です。 3D Systems の材料押出機には、ビルドボリュームが 42 インチ x 42 インチ x 48 インチの EXT 1070 Titan Pellet (旧称 Titan Atlas 2.5) と、ビルドボリュームが 50 インチ x 50 インチ x 72 インチの大型 EXT 1270 Titan Pellet (旧称 Titan Atlas 3.6) の 2 つのサイズがあります。どちらのプリンターも主にペレット押し出し技術を採用しており、標準的な射出成形ペレットを使用して印刷速度を上げ、全体的な材料コストを削減することで、大型部品の印刷を可能にします。

△Titan Atlas 3Dでプリントした各種パーツ。

●柔軟性を高める複数のプリントヘッド:両方のプリンターには、フィラメント押し出し用のプリントヘッド、ペレット押し出し用の 2 番目のプリントヘッド、表面仕上げを向上させる CNC ミリング用の 3 番目のツールヘッドなど、最大 3 つのツールヘッドを装備できます。 3D Systems EXT Titan ペレットプリンターは、複数の押し出し機を使用して水溶性サポート材料をポリマーとともに堆積したり、硬質材料と柔軟材料を組み合わせたりすることができます。 3 軸 CNC ミリングスピンドルを備えたシステムでは、製造プロセスのどの時点でもミリングを実行できるため、印刷プロセス中またはジョブの最後に部品をミリングすることができ、印刷プロセスの柔軟性が大幅に向上します。

「3D Systems は、フライス加工と積層造形を組み合わせるために、多くの商用 OEM や防衛コミュニティと協力しています」とマウント氏は言います。「国防総省の施設の多くは床面積が非常に限られているため、スペースを取らずに 2 台のマシンを 1 台に統合するのは理にかなっています。」

3D Systems の EXT Titan Pellet プリンターでは、複数のツールヘッドオプションに加えて、0.6 mm から 9 mm までのさまざまなノズルを交換することもできます。このような大きなノズル径は通常のデスクトップ 3D プリンターではあまり意味がありませんが、大型の EXT Titan Pellet シリーズでは、ミリングヘッドが必要なサイズまで薄くする前に、より厚い層を非常に速く生成できます。 RAPID で展示された部品の 1 つは、ティンカー空軍基地向けの板金成形ツールです。2 mm のノズルで印刷され、スピンドルツールヘッドが取り付けられており、エンジニアは老朽化した航空機の古い部品を迅速に交換できます。

△ティンカー空軍基地で使用されている3Dプリント板金成形ツール。

● スピード:マウント氏は、展示会で大型の 3D プリントエアダクトなどの大型部品も紹介し、EXT Titan Pellet マシンの製造スピードを標準的なフィラメントエクストルーダーと比較しました。エアダクトモデルの場合、従来の熱溶解積層法のユーザーは 3 日かかると見積もっていましたが、EXT Titan では 8 時間かかりました。

●マルチマテリアル印刷のサポート:プリンターの速度に加えて、EXT Titan Pellet シリーズの主な特徴は、GF-PEKK、CF-PEKK、CF-PEI ペレットなどの繊維強化高温プラスチックを含む幅広い材料で 3D プリントできることです。 3D Systems の大型ペレット押し出しプリンターは、通常、チャンバーやノズルの温度をそのような材料に十分な温度に維持できない他の多くの大型ポリマープリンターとは異なります。ある顧客は、30% ガラス繊維強化 PEKK を使用して、複数の金属部品を溶接するための治具を 3D プリントしました。

△高温強化プラスチックから3Dプリントされた溶接ツール。

大型3Dプリント金型
マウントが実演したもう一つの斬新な応用例は、真空成形の空気の流れを高めるために内部に多孔性を持つ金型でした。従来の真空成形金型では、最終的なポリマー部品をツールの周囲に成形するために空気を取り込むために穴を開ける必要がありますが、押し出し 3D 印刷で印刷された部品には固有の多孔性があるため、熱成形プロセスに必要な真空を提供するために穴を開ける必要がありません。

△3Dプリントした金型（左）と白色熱成形部品（右）。

3D Systems 材料押し出し

3D Systems の材料押し出し技術への参入は意図的な動きであり、同社が Kumovis と Titan Robotics を買収したとき、AM で最も人気のある 3D 印刷カテゴリの 1 つを含むようにマシンポートフォリオを拡大しただけでなく、材料押し出しのリーダーである Stratasys などの企業と直接競合するための戦略的な動きでもありました。

Stratasys は、工業および航空宇宙分野の試作と製造向けのさまざまなフィラメント押し出し機を揃えており、3D Systems は、FDM の発明者がこれまで見落としていたニッチ市場に参入しました。 Kumovis プリンターにより、医療的に承認された看護部品の 3D プリントを実現し、Titan プリンターにより、高速で大判の押し出しを実行できます。 3D Systems は現在、他のメーカーが見落としがちな非常に特殊なアプリケーションを解決できる、非常にユニークな材料押し出しプリンターを製造しています。

3D Systems ペレット押し出し 3D プリントは、非常に柔軟性が高く、サイズが大きく、高速で、さまざまな材料に適しています。

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