タングステン切削工具を製造するためのハイブリッド3Dプリント法：連続プロセス生産を可能にし、高速かつ省力化を実現

はじめに：3Dプリンティングは、金型が不要で小ロット生産に適しているなどの利点があるものの、これまで主流の製造業に参入することは困難でした。この傾向は近年変化しており、Antarctic Bear の調査によると、現在では製造業者の 40% が 3D プリント技術をワークフローに適用しており、製造業者の 72% が 3D プリントを製造部門の主な焦点としていることがわかりました。 ANCA と CSIRO の新しいハイブリッドツール製造プラットフォームは、この変化の証拠です。

△CSIROとANCAは、タングステン切削工具を製造するためのハイブリッド3Dプリント法を開発した

2022年8月、南極熊は、 ANCAとCSIROがタングステン切削工具の製造にハイブリッド3Dプリント方式を開発し、タングステンカーバイド切削工具の製造プロセスを統一し、生産コストを削減し、製造効率を向上させることができることを知りました。

CSIRO と ANCA のコラボレーション<br /> オーストラリアの工作機械メーカーANCAとオーストラリアの国立科学機関CSIROは、2019年に初めて6か月間のパイロットプロジェクトの協力関係を確立しました。それ以来、両社は切削工具の製造において、付加製造法と減算製造法を組み合わせたハイブリッド製造アプローチで協力してきました。

彼らの協力の次の段階は、その過程で生産技術を改善するための、9か月間、928,000ドルのプログラムです。両組織は、タングステン切削工具を製造する現在の多段階方式に対応する製造プラットフォームを構築します。タングステンカーバイド切削工具の製造には、成形、焼結、焼成、研削など、多くの工程が必要であり、多くの時間と労力がかかります。しかし、今回開発されたハイブリッドプラットフォームでは、わずか数ステップですべての作業を完了することができます。

CSIRO と ANCA は、タングステン切削工具を製造するためのハイブリッド 3D 印刷方法を開発しました。 ANCA と CSIRO は、生産コストを削減し、製造効率を向上させるために、タングステンカーバイド切削工具の製造プロセスを標準化したいと考えていました。製造業におけるこの技術の出現は、「ジャストインタイム」と言えるでしょう。炭化タングステン切削工具の製造に現在使用されている多段階プロセスは、非効率的でコストがかかり、無駄が多いことがよくあります。覚えておいてください、製造に費やされる 1 ドルのうち、約 20% が無駄になっています。これは多くの要因から生じますが、非効率的な材料処理が大きな部分を占めています。減算型製造では、使用する材料よりも多くの材料を除去する必要があり、サイクル効率が非常に低くなります。

切削工具を製造する従来の方法も時間がかかります。複数の段階を経ると時間が無駄になり、より多くの労働者と、現在供給が限られているリソースが必要になります。製造業者が経済的にも環境的にも持続可能性を高めたいのであれば、これらのプロセスを変える必要があります。 ANCA と CSIRO が開発したハイブリッド 3D プリントソリューションは、上記の問題を完全に解決できます。

利点と欠点
ANCA と CSIRO のハイブリッド製品には、従来の方法に比べていくつかの利点があります。
●従来は 4 ステップのプロセスを 1 つのプラットフォームに統合することで、時間と労力を大幅に節約します。

●タングステン切削工具メーカーは、製品性能を確保しながら運用コストを削減します。

●3Dプリントをプロセスに統合することで、さらなる改善がもたらされます。高性能なツールを製造するには、材料と余剰分の慎重な計算が必要です。積層造形の精度により、製造業者は厳しいマージン内に留まり、欠陥や無駄を削減することができます。

●3D プリントのプロセスは、通常、減算型製造よりも高速でエネルギー消費量も少ないため、コストがさらに削減され、効率が向上します。

●ハイブリッドアプローチは、メーカーが一般的な 3D プリントの問題を克服するのにも役立ちます。専門知識の不足と品質に関する不確実性が 3D プリントの最大の障壁であり、それぞれ製造業者の 41.3% と 33.1% が挙げています。これらのテクノロジーをより馴染みのあるプロセスと組み合わせることで、こうした懸念を軽減することができます。

3Dプリントのさらなる発展
ANCA と CSIRO のプロジェクトは、3D プリンティングへの成長傾向の一環です。工具メーカーのStar SU Neherは、2021年に3Dプリントを使用して大型切削工具を製造しました。これらの製品に積層造形を使用することで、同社はより軽量な装置を使用してより大きなツールを製造できるようになり、機械の寿命が延びます。同様に、切削工具メーカーのケナメタルは、3D プリンターで使用するためのタングステンカーバイド材料を生産しています。製造業者は、金属部品や機器を積層製造することで、高いエネルギーと時間の必要性を削減できます。

Antarctic Bear 概要: 製造業へのプレッシャーが高まるにつれて、より経済的で持続可能かつ高速なプロセスに対する需要も高まります。これにより、3D プリントソリューションを求める企業が増えることになります。 ANCA と CSIRO のプロジェクトは、このニーズに応え、新世代の製造業への道を切り開きます。

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