2.5時間かけて150個のカスタムスイッチを3Dプリント、DLP技術でゴム部品を製造

南極のクマの紹介:デジタルライトプロセッシング (DLP) は、主要な 3D 印刷技術の 1 つです。これは、本質的にビデオプロジェクターを使用して感光性樹脂を硬化させる光重合プロセスの一種です。 DLP テクノロジーは、印刷速度と精度に優れており、多くの業界で使用されています。 3D プリント技術の急速な発展に伴い、プロセスも常に更新されています。

△DLPは小ロットのカスタマイズされたゴム部品をより良く製造するために使用できます
EnvisionTEC はこの技術を商品化した最初の企業であり、長年にわたって驚異的な進歩を遂げてきました。同社は、2021年にDesktop Metalに買収されて以来（同社をDesktop HealthとETECに分割）、トップダウンのDLPテクノロジーやゴムなどの新素材の開発など、この分野で最もエキサイティングなイノベーションのいくつかを実証してきました。しかし、DLP はどのように機能するのでしょうか? ETEC はこの分野でどのような革新を起こしましたか?最も重要なのは、この技術の用途は何なのかということです。一緒に解決しましょう。

△ETEC Extreme 8K DLP ビルドプレートはどのように機能しますか?
光重合、つまり紫外線で感光性樹脂を硬化させることは、3D プリントの前身と考えることができます。ご存知のとおり、最も初期の 3D 印刷技術は 1980 年代のステレオリソグラフィーでした。その後すぐに、1999 年の DLP テクノロジーなど、SLA 固有の問題に対処する新しいテクノロジーが登場し始めました。

△高解像度印刷用にカスタム設計された光学部品を使用します。DLPチップの使用により、デジタル光処理ではプロジェクターから放出された光を使用して、大面積3D印刷で感光性樹脂を硬化させることができます。この技術は、レーザーのように単一の硬化点ではなく、造形領域全体を UV 光にさらすことができるため、SLA よりも高速であり、高品質の表面仕上げと明確なエッジを実現します。これにより、この技術はバット重合法のベンチマークとなります。

△EnvisionTEC Perfactory3Dプリンターは、DLP技術を使用して、感光性樹脂に浸したビルドプラットフォームに画像を投影します。基本的に、従来のDLPマシンは下から上に向かって動作し、プロジェクターはタンクの下に配置されています。プロジェクターは底部に配置されているため、トレイの底部から樹脂に光が伝わり、層の高さを素早く厳密に制御できます。トレイは光が透過できる透明な底で作られており、他の樹脂技術と同様に、ビルドプレートが樹脂タンク内で Z 軸に沿って上下に移動し、硬化可能な薄い層を作成します。

△ EnvisionTECが初めてDLPプロセスを商用化した。トップダウンDLP 3Dプリント技術<br /> 最初のプリンター以来、この分野では多くの進歩がありました。 2015 年には、CLIP プロセス (ガス透過性膜を介した酸素の層供給) により、硬化した各層を分離する必要がなくなり、構築速度が大幅に向上しました。 EnvisionTEC は、2016 年に CDLM (Continuous Digital Light Manufacturing) と呼ばれる新しいプロセスで「デッドゾーン」の概念を導入しました。

△CDLM 3D プリンターを使用して高解像度で連続的に（剥がれずに）印刷するには、プリントベッド上の透過性膜に酸素を流して「デッドゾーン」を作成する必要があります。この「デッドゾーン」内では、重合プロセスが抑制され、印刷される層がプリントベッドではなく上の層に付着することが保証されます。この「デッドゾーン」により、ビルドプレートが Z 軸に沿って連続的に移動できる連続印刷が可能になり、より高速で信頼性の高い印刷が可能になります。

2021年にEnvisionTECがDMに買収された後、同社は酸素層を必要としない別の新技術「Hyperprint」を発売しました。 Desktop Metal によると、Hyperprint は熱を利用して樹脂の粘度を下げ、印刷を高速化するとのことです。また、部品層が樹脂槽のフィルムから完全に分離したことを検知する CLP センサーを使用した閉ループ印刷も含まれています。

△ Xtreme 8K トップダウン DLP プリンターの詳細同社の最新の進歩は、トップダウン DLP の分野にあります。ボトムアップ DLP は 20 年間標準でしたが、ETEC は、ボトムアップ DLP 印刷に存在する多くの制限に対処するために、トップダウン DLP プリンターである Xtreme 8K を導入しました。この最新のマシンは、より多くの用途に対応する拡張された材料ポートフォリオなど、ユーザーに多くの利点を提供し、DLP テクノロジーの最新版と言えるでしょう。

ETEC の Xtreme 8K DLP 3D プリンターを使用すると、速度や複雑な形状など、DLP テクノロジーの一般的な利点に加えて、印刷時に遭遇する多くの制限を解除できます。使用できる樹脂の種類には厳しい制限があり、一度に印刷できる部品の数に制限があったり、ビルドプレートが耐えられる重量があり、接着を確実にするために多くのサポートが必要であったり、再コーティングには低粘度の樹脂が必要であったりします。上記の問題はすべて、生産量と最終的な材料特性を制限します。

△ Xtreme 8KトップダウンDLP 3Dプリンターと新素材のおかげで、Additive Aerosportはゴム製のカスタマイズされた部品を簡単に製造できます。
事例: DLP がゴム部品に革命をもたらす
オハイオ州に拠点を置き、自動車、航空宇宙、エレクトロニクスなどの業界の顧客向けにプロトタイプや実用モデルを製作するサービスビューローである Aerosport Additive は、ETEC の DLP テクノロジーと Xtreme 8K トップダウン DLP プリンターが、より優れたゴム部品を作成するための 1 つの方法であることを発見しました。

DLP を導入する前、Aerosport Additive は、試作および少量生産にはポリウレタン鋳造を使用し、ゴム部品の大量生産には射出成形を使用していました。これまで、工業用ゴム部品の製造は 3D プリント技術では課題となっており、本物のゴムのような外観、感触、性能を持つ材料を作成することはほぼ不可能でした。これはもう当てはまりません。

同社は、Xtreme 8KとAdaptive3Dの柔軟な樹脂Elastic ToughRubber素材を使用することで、Shore A70硬度を満たすゴム部品を迅速かつ安価に製造することができました。具体的な応用例としては、航空機の操縦桿に取り付けられ、航空機のトリム制御を微調整するために重要な 4 方向スイッチの作成が挙げられます。

ご想像のとおり、これらの部品は通常、少量生産され、従来のポリウレタン鋳造法を使用して生産されますが、これは時間と費用のかかるプロセスです。 ETEC Xtreme 8K と Aerospace Additive 3D 印刷技術の助けにより、2.5 時間の 1 回のビルドで最大 150 個のスイッチを製造できるようになり、時間とコストを節約できるようになりました。最も重要なのは、3D プリント技術により、さまざまな顧客のニーズに合わせてデザインを変更したり、微調整したりすることもできることです。

2.5時間かけて150個のカスタムスイッチを3Dプリント、DLP技術でゴム部品を製造

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