EOSはサポートフリーの金属3Dプリントソリューションを開発しました

はじめに: 金属 3D プリントの出現により、さまざまな専門分野に新たな問題解決ソリューションがもたらされます。 Grand View Researchが発表した分析レポートによると、金属3Dプリンティングの市場価値は2022年に40億6,000万米ドルに達し、2030年までに226億米ドルに達すると予想されており、その中でも直接金属レーザー溶融（DMLS）技術が最も顕著な成果を上げています。
DMLS 技術は EOS によって提案され、1994 年に特許を取得しました。このプロセスは現在、航空宇宙、医療、自動車など、あらゆる分野で使用されており、金属 3D プリントの利点と高性能で繰り返し可能な部品を組み合わせることができます。

DMLS 技術は、他の付加製造技術と同様に、サポート構造を必要とします。 EOS は、テクノロジーをさらに進化させ、ユーザーの潜在能力を最大限に引き出すために、サポート構造を大幅に削減しながら複雑な形状の金属 3D プリントを可能にするさまざまなソリューションを開発しました。これは、金属 3D プリントでサポートを除去すると、余分な時間、材料費、および後処理作業が追加されるためです。
△EOSQuadレーザーシステムによる金属印刷プロセス（画像提供：EOS GmbH）
金属 3D プリントにおけるサポート構造の課題<br /> 現在の DMLS 技術ユーザーのほとんどは、必要な部品に応じてサポートを追加する必要があります。これは、この方法でのみ、より複雑で詳細なデザインの形状を 3D プリントできるためです。これには、たとえば、30 度未満のオーバーハング、一体型ブリッジ構造、さらにはコンポーネント内の溝を備えた設計が含まれます。サポート構造がなければ、これらすべての形状は変形してしまいます。

この課題に対処するために、研究者は設計プロセス中にサポートを追加し、3D プリント後に手動または自動でサポートを削除する必要があります。これまで見てきたように、サポートの追加は多くの部品に必要ですが、コスト上の課題も生じます。したがって、DMLS プロセスでサポート構造の数を減らして印刷できる革新的な機能により、金属 3D 印刷にまったく新しい可能性が開かれ、テクノロジーが次のレベルに引き上げられます。
EOS がサポートフリーの 3D プリントの導入で顧客をサポートする方法<br /> サポートフリーの 3D プリントの可能性を最大限に活用するには、プロセス、ツール、適切な専門知識という 3 つの要素を具体的に考慮する必要があります。 EOS は、これらの側面を考慮して、複雑な形状のため通常はサポート構造に依存するインペラを使用したサポートフリーの DMLS 3D プリントの代表的な例を示しました。特に、羽根車はそれぞれ直径や羽根数、カバー数などの特性によって大きな差があり、サポートフリー印刷をより複雑にします。しかし、EOS によれば、必要な知識があらゆるレベルで広く利用できることが重要です。
サポートをほとんどまたはまったく必要としない金属 3D プリントの可能性を最大限に活用するには、オペレーターは付加的な考え方を持つ必要があります。これは、対象を絞ったトレーニングから適切なコンサルティングまで、あらゆる手段を通じて実現できます。この知識の重要性は、設計、ビルドプラットフォーム上のコンポーネントのレイアウト、さらにはプロセスで使用される材料などの側面に反映されます。 Smart Fusion ツールはまもなくユーザーに提供される予定であり、サポートフリーの金属 3D プリントの問題を解決する上でも重要な役割を果たします。このツールは、レーザーのエネルギー入力を手元の形状に合わせて調整し、熱応力を軽減することができます。したがって、金属ベースの積層造形におけるサポート構造を削減すると、構築時間が短縮されるだけでなく、後処理の労力も軽減され、材料も節約できます。
Additive Minds Consultants のチームリーダーである Davy Orye 氏は次のように付け加えました。「サポートフリーの 3D プリントで可能なことの限界を押し広げていますが、現実世界の物理現象に対処する必要があるため、すべてが可能であるわけではありません。しかし、当社のソリューションはゲームチェンジャーです。当社のパイロット顧客や、当社とともに技術をテストした人々は、その可能性に興奮しています。ぜひ私たちに挑戦してください。私たちは、金属 3D プリントを一緒に革新する準備ができています。」
インペラは、内部サポートなしで最適化された 316L 印刷プロセスを使用して EOS M 290 で製造され、コストを 35% 削減しました (画像提供: EOS GmbH)
これは、金属材料をベースにしたサポートフリーの 3D プリント技術が大きく進歩し、大きな魅力を発揮できることを意味します。別のコスト分析では、たとえばインペラの場合、35% のコスト削減が達成できることが示されました。具体的には、これらの節約は主に後処理、材料、構築時間で行われ、サポート構造がほとんどまたはまったくない場合の設計プロセスのコストと労力は 8% から 14% に増加します。コスト面での利点に加えて、サポートフリーの 3D プリントでは、必要な材料が少なくなり、廃棄物も少なくなるため、より持続可能な方法でプリントできるようになります。最終的には、ユーザーが切断や研磨による後処理を行う必要がなくなるため、より安全なワークフローが可能になります。サポートフリーの金属 3D プリントに関する詳細を知りたい場合は、EOS の公式 Web サイト (https://www2.eos.info/support-free-printing?utm_medium=advertorial&utm_source=3dnative&utm_campaign=emea-support-free) をご覧ください。

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