電子書籍をダウンロード: 流体力学における 3D プリント (熱交換器、推進システム、マニホールド、マイクロ流体デバイス)

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2020 年 3 月 3 日、Antarctic Bear は、3D Systems が最近、「Advanced Manufacturing Optimization Fluid Dynamics Applications」というタイトルの新しい 3D プリント電子書籍をリリースしたことを知りました。

この電子書籍で取り上げるアプリケーションには次のものがあります。

● 熱交換器 ● 推進システム ● マニホールド ● マイクロ流体デバイス など

このガイドでは、次の質問に答えます。

● 付加製造生産によって強化される流体力学アプリケーションはどれですか?
● 積層造形は流体コンポーネントやシステムにどのような具体的な利点をもたらしますか?
● 付加製造を新しいプロセスとして効果的かつ効率的に実装するにはどうすればよいでしょうか?


3D Systems はこの電子書籍をリリースしました。下の QR コードをスキャンして情報を入力すると、電子書籍を入手できます↓↓
電子書籍の典型的な事例
統合冷却ケースアプリケーション

欧州原子核研究機構(CERN)は、3D Systems と提携して、大型ハドロン衝突型加速器(LHC)での実験で粒子検出を容易にするために使用する 3D プリントされたチタン冷却ロッドの開発と製造を行っています。研究のための反応を維持するために、研究チームは検出領域を -40°C まで冷却する方法が必要でしたが、いくつかの要因によって複雑になりました。

● 冷却ロッドのスペースが限られている ● 短時間で熱を除去する必要がある ● ストリップ全体で温度を一定に保つ必要がある ● 検出器の効率と解像度を維持するために平坦性の要件を満たす必要がある

CERN チームには 3D プリントの経験はありませんでしたが、3D Systems のアプリケーション イノベーション グループ (AIG) と協力し、信頼性の高いシーリング、平坦性、50 ミクロンの精度を確保しながら、壁の厚さ 0.25 mm を達成することに成功しました。 3D Systems は、300 個を超える部品の最終生産にも協力しました。

△ 共同研究により完成した3Dプリントチタン合金冷却ロッド
マイクロ流体ケースアプリケーション

マイクロ流体システムは、数十から数百マイクロメートルのサイズのチャネルを使用して、少量の流体を処理または操作します。これらの小さなサイズと、関係する流体の繊細な性質を考慮すると、従来の製造方法は非常に時間がかかり、高価で、労働集約的なクリーンルーム処理が必要になります。付加製造と生体適合性材料の使用により、マイクロ流体アプリケーションの速度と設計の複雑さが大幅に増加し、パフォーマンスと生産能力が大幅に向上しました。

たとえば、インペリアル・カレッジ・ロンドンの病原体検出のための Lacewing プロジェクトでは、Figure 4 スタンドアロン 3D プリンターと生体適合性のある生産グレードの材料を使用して、ラボオンチップ プラットフォームで使用されるマイクロ流体および機能コンポーネントのプロトタイプを作成し、製造しています。インペリアル・カレッジ・ロンドンの博士課程の学生であり研究助手でもあるマシュー・カヴート氏によると、このデバイスに使用されているコンポーネントは図 4 の機能に基づいて設計されたとのことです。

「図 4 を使用することで、複雑な内部 3D 流体チャネルを備えた部品を迅速に印刷し、チップ上のさまざまな感知領域にサンプル流体を供給できるようになり、マイクロ流体の生産能力が大幅に向上しました。」

△マイクロ流体材料ボックスは図4 MED-AMB 10材料を使用して3Dプリントされ、シェルは図4 PROBLK 10材料を使用してプリントされています
デザイン思考を変える

積層造形に移行するときは、設計の考え方を積層造形向け設計 (DfAM) の考え方にシフトすることが不可欠です。付加製造は、部品のパフォーマンス上の課題を分離し、従来の製造の制限なしに解決できます。これは、製造性と設計の自由度がもはや矛盾しないことを意味します。生産ラインでの組み立ての削減、コンポーネントの軽量化、信頼性の向上 (接続ポイントの減少による)、有機的なチャネル設計などにより、コンポーネントやシステムに新しい機能を追加できるようになります。


積層造形技術では金型を使用する必要がないため、積層造形部品は複雑さが増しても高価になることはありません。これに加えて、AM プロセスの自動化が進み、既存の生産ワークフローへの統合が進むことで、高価値部品にとって AM はこれまで以上に魅力的なものになります。パフォーマンス、経済性、信頼性を向上させる機会が、生産技術としての積層造形の採用を促進しています。

詳細については電子書籍をダウンロードしてください

この電子書籍では、これらのアプリケーションについて詳しく説明し、熱交換器、推進システム、マニホールド、マイクロ流体デバイスなどの高価値の流体力学アプリケーションにおける積層造形の利点をさらに詳しく説明します。また、最適な品質と効率を確保するために、積層造形設計と生産を既存のワークフローに統合する方法についても説明します。



3D システム、生き物、型、南極のクマ

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