Q.BIG 3Dは、大型部品のコスト効率の高い製造を可能にする可変溶融粒状加工（VFGF）技術を発表しました。

2024年11月13日、Antarctic Bearは、アーレンに本社を置く大型3DプリンターメーカーのQ.BIG 3DがFormnext 2024展示会でVariable Fused Granule Manufacturing（VFGF）テクノロジーを発表し、表面品質を向上させた大規模押し出し3Dプリント向けのコスト効率に優れた高速ソリューションを提供することを知りました。

大型部品向けに特別に開発されたこの新しいプロセスでは、従来の 3D 印刷で一般的に使用される高価なフィラメントではなく、市販のプラスチックペレットを使用します。 Q.BIG 3D の QUEEN1 システムのコア機能である VFGF テクノロジーにより、大型部品を工具なしで製造できるため、生産コストが削減され、納期が大幅に短縮されます。
QUEEN1 システムは、自動車、航空宇宙、重機製造などの分野におけるさまざまな大規模生産ニーズをサポートするために、約1,700 mm x 1,000 mm x 1,000 mmの造形容積で設計されています。
Q.BIG 3D のマネージングディレクターである Dennis Herrmann 氏は、次のように述べています。「私たちは未来を発明しています。VFGF プロセスを使用した 3D 材料の押し出しは、可能性の限界を押し広げ、コスト効率と償却をまったく新しいレベルに引き上げます。製品開発における大型 3D 印刷には大きな可能性があると考えています。これは、軽量構造、バイオニクス、リソースの節約にも当てはまります。しかし、何よりも、VFGF プロセスはインダストリー 4.0 アプローチのアクセラレータです。」
△Q.Big3DのQueen 1 3Dプリンター。写真はQ.Big3Dより。
高度なノズルシステムにより効率と精度が向上
VFGF プロセスの主な利点は、ターボモードと詳細モードをシームレスに切り替えるように設計された適応型ノズルシステムです。ノズルは 1.5 mm (細かいディテール用) と 3 mm (高速充填用) を交互に切り替え、必要な場所では精度を保ちながら、他の部分には材料を迅速に堆積させることができます。
QUEEN1 システムは、最大 500 mm/s の速度で動作し、材料スループットを 0.15 ～ 2.0 kg/h の間で調整できるため、効率と解像度の面で幅広い要件を満たすことができます。シミュレーションは、各コンポーネントの特定の印刷コマンドをガイドするために使用され、傾斜面、オーバーハング、薄壁セクションなどの領域で最適な材料配置を保証します。
VFGF テクノロジーは、従来の製造でよく見られる高額なツールコストを削減し、長いセットアップ時間を短縮することで、特に大型部品の場合の従来の金型ベースのプロセスの限界に対処します。
VFGF プロセスでは、1kg あたり 90 ～ 400 ユーロのフィラメントの代わりに 1kg あたり 8 ～ 15 ユーロの熱可塑性顆粒を使用することで、大幅なコスト上の利点が得られます。比較テストでは、QUEEN1 システムは、同じ構築時間でフィラメントベースのシステムよりも最大 100 倍の出力を生成できることが実証され、大量生産を必要とする業界にとって競争力のある代替手段を提供します。
多様な産業用途が VFGF の可能性を証明しています<br /> Q.BIG 3D によれば、VFGF テクノロジーはさまざまな産業アプリケーションでその価値を実証しています。一例として、難燃性要件を満たす壁厚 0.4 mm のポリアミド GF25 で作られた 31 kg のキャラバン部品があります。自動車部品はツールコストなしで 128 時間で製造され、複雑な薄肉設計を作成するための VFGF システムの効率性が強調されました。
別のケースでは、重量 4.5 kg の自動車用の精密治具が、0.2 mm 未満の許容誤差要件を満たすように PLA とカラー顔料を使用して印刷されました。固定具は 24 時間以内に完成し、リードタイムが 7 週間から 2 週間に短縮され、VFGF システムが精度と効率に関する厳格な基準を満たす能力があることが実証されました。
水力発電分野では、Q.BIG 3D は高圧条件に耐える 205 kg のエルボを 340 時間で製造します。 VFGF プロセスは従来の方法に比べてリードタイムを 75% 短縮し、コストを 50% 削減します。また、PLA は漏れのない接続に必要な耐久性を提供します。
航空宇宙用途には、Murtfeldt Additive Solutions が QUEEN1 システムを使用して印刷した、寸法 2,260 mm x 1,780 mm x 1,705 mm、重量 200 kg のヘリコプターのコックピットが含まれます。軽量構造はタービンとディテールパターンの組み合わせによる恩恵を受けており、寸法精度が高く、資源効率の高い生産が可能になります。
△ QUEEN1システムを使用して作成された3Dプリントヘリコプターのコックピット。写真提供：Q.Big 3D。
Q.BIG 3D は、将来的に VFGF テクノロジーを強化し、特に射出成形規格に準拠するアプリケーション向けに詳細レベルを高める新しいノズルバリアントを開発する予定です。
持続可能性ももう一つの重要な焦点であり、持続可能で責任ある生産という業界の目標に沿って、VFGF 技術を使用して製造された部品を 5 ～ 7 回再利用できるようにするための研究が現在進行中です。
業界全体にわたる大規模な押し出しソリューションの拡張<br /> Q.Big 3D に加えて、ドイツのプラスチック機械 OEM である KraussMaffei は、大判の完成に近い部品を効率的に製造するために設計された大規模な押し出し 3D プリンターである powerPrint を発売しました。 K 2022 トレードショーでデビューした PowerPrint は、高いスループットと高速性を兼ね備えており、自動車、パッケージング、金型製造などの業界が主要市場となっています。
powerPrint は、2 x 2.5 x 2 メートルの造形容積を特徴とし、加熱真空テーブル、16 ゾーンの温度制御、強化熱可塑性プラスチックを処理できる高性能 printCore 押出機を備えています。 KraussMaffei はオンデマンド印刷サービスも提供しており、成形ツールや砂型鋳造金型などの用途に使用されています。
2020 年、Titan Robotics は Formnext Connect で最大のペレット押し出し 3D プリントシステムである Atlas 3.6 を発表しました。このシステムは、50 インチ x 50 インチ x 72 インチの造形体積を持ち、最大 6 フィートの高さの部品をプリントできます。
Atlas 3.6 は、デュアルペレットやハイブリッドペレット + フィラメントなどのさまざまな押し出し構成と互換性があり、CF-PEI や GF-PEKK などの高性能材料をサポートします。産業ニーズに合わせて設計されたこのプリンターは、精度を維持し、80°C の加熱チャンバーを備えており、航空宇宙、防衛、民生機器の分野で使用されています。

Q.BIG 3Dは、大型部品のコスト効率の高い製造を可能にする可変溶融粒状加工（VFGF）技術を発表しました。

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