デスクトップ型選択的レーザー焼結法（SLS）3DプリンターFuse 1の包括的な分析

デスクトップSLA/SLS 3DプリンターのリーダーであるFormlabsは、2021年12月1日に、今年中国市場で発売された大ヒット製品であるデスクトップ産業グレードSLS 3DプリンターFuse 1を紹介するオンラインセミナーを開始しました。このライブ放送は、Formlabs Greater China のアプリケーションエンジニアである Ye Qingting が司会を務めます。

Formlabsは、2011年9月にマサチューセッツ工科大学（MIT）を卒業した3人の学生によって正式に設立されました。彼らが開発した第1世代のfrom1ステレオリソグラフィー3Dプリンターは、2012年にクラウドファンディングプラットフォームKickstarterを通じて295万ドルを調達し、その後企業として運営を開始しました。現在、Formlabs は世界中に 700 人以上の従業員と 200 社以上の販売代理店を擁し、30 種類以上の樹脂材料ソリューションを提供できます。 3Dプリンターは世界40カ国以上で75,000台以上販売されています。顧客向けに 7,500 万個の印刷部品が製造されました。

2021年5月、Formlabsは1億5,000万ドルのシリーズE投資を受け、評価額は20億ドルを超え、年間営業収益は1億ドルを超えました。同社の製品には、ステレオリソグラフィー (SLA) および選択的レーザー焼結 (SLS) 3D プリンターが含まれます。このセミナーでは、主にFuse 1とFuse Sift、および関連する資料を紹介します。

選択的レーザー焼結法 (SLS) は、レーザーを使用してナイロン粉末を正確に溶かし、軽量で強力な機能部品を製造する、一般的に使用されている 3D 印刷技術の 1 つです。しかし、これまで市場に出回っていた SLS 装置は主に工業用グレードの装置であり、高価でワークフローが複雑でした。 Fuse1 の製品の位置付けは、ユニットコストが低く、フットプリントが小さい SLS ソリューションを提供することです。

LFS光硬化技術と比較して、SLSレーザー焼結技術はZ軸スタッキング印刷を実現できます。印刷プロセス中にサポートは必要ありません。材料の総合的な性能が優れています。強度を確保しながら、靭性と耐熱性も考慮し、皮膚接触との生体適合性を備えています。

Fuse 1はスポット径200ミクロンのファイバーレーザーを採用し、造形体積は165×165×300mmに達します。Z軸方向の造形速度は10mm/時です。印刷可能な材料はナイロン11、ナイロン12で、材料更新率は30%～50%です。窒素充填は不要で、場所もほとんど取りません。全体として、これはコスト効率の高い SLS 3D プリンターであり、手頃な価格の 3D 印刷システムソリューションを通じて工業グレードの選択的レーザー焼結 (SLS) 機能をスタジオに導入し、高品質のナイロン部品の大量生産を可能にします。

部品の取り外しと材料のリサイクルに関しては、Formlabs は SLS 3D プリンターに最適なアシスタントである Fuse Sift を開発しました。この粉末回収システムは、コンポーネントの開梱、粉末の回収、粉末の保管、混合などのいくつかの主要な機能を統合しています。

応用面では、葉氏は、エンジニアリングサンプルの迅速な製造、小ロットのカスタマイズ製品、エンジニアリングスペアパーツ、医療、最終用途部品など、Fuse1 のいくつかの応用方向を挙げました。

Fuse 1 マシン内部では、一部の部品も Fuse 1 を使用して印刷されます。

顧客側では、射出成形とカスタム自動組み立てソリューションを専門とする Tessy Plastics が次のようにコメントしています。「Fuse が印刷したナイロンプーリー部品は、予想耐用年数をはるかに上回っています。デバイスは数万サイクルを正常に実行しました。このプロセスでは、ツールを再設計して再印刷することなく、簡単に脱型操作を実行できるため、コストを大幅に節約できます。」

これまでHPのMJF機器を導入していたWeili Technologyは、Fuse 1の方がコンパクトだと考え、ボストンのオフィスにもFuse 1を導入した。

米国ニューヨーク最大の医療機器センターである Northwell Health は、中央 3D プリントラボに Form Cell (SLA) と Fuse 1 を設置し、さまざまな種類の手術ガイドと矯正器具を製造して 23 の病院に供給しています。さらに、Partial Hand Solutions は Fuse 1 を使用して、義肢を必要とする多くの現役兵士や子供たちに 3D プリントされた義肢を提供しています。

材料に関しては、Fuse 1 は現在、ナイロン 11 とナイロン 12 の粉末材料の 2 つの材料を印刷できます。その中で、ナイロン12は、引張強度が最大50MPa、弾性率が1850MPaの万能材料であり、機能プロトタイプの製造と最終生産の両方に適しています。材料の更新率は30％で、70％の古い粉末とともに30％の新しい粉末を使用することができます。

ナイロン 11 は延性が高く、強度と柔軟性を兼ね備えた素材で、薄肉部品の印刷や耐久性と性能が重要となる用途に最適です。ナイロン11の素材リフレッシュ率は50％です。

印刷された部品は、メディアサンドブラスト、スチームスムージング、印刷と染色、ドラム研磨、研磨メディア処理などの後処理操作を経て、さまざまな表面効果を実現することもできます。

生放送中、葉氏はマシンの操作と使用方法も実演しました。よりエキサイティングな内容をお知りになりたい方は、生放送のリプレイ動画をご覧ください。

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