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3dプリンターは金属加工を変える存在となるのか


金属加工の発展ともいえる3dプリンター



人間と金属加工は、歴史に大いなる影響がありました。文明の進化に大きな影響を与え、人類の歴史を形成してきたといえるでしょう。鍛造ということで考えても、紀元前8000年ごろには銅を使い始めたと考えられているのです。それが紀元前6000年あたりで鍛造が発明され、今でも多くの製品に使われています。これがいかに偉大な発想であったかがわかることでしょう。今ではそれが機械化されていますが、原理はほとんど変わっていないのです。

最新の加工方法として、レーザー焼結法も開発されました。金属粉末をレーザーで焼き固める方法であり、無駄も出すことなく成型できる点が重要です。粉末から加工して行くため、材料を無駄にすることなく効率よく製造できます。

3dプリンターは、樹脂のものが有名となり、家庭用でも販売されるようになってきました。それだけ浸透してきたわけですが、何でもできるものだと思われがちです。しかし、限界もあり、魔法の箱というわけではありません。金属を使う場合、サポート材を必要とし、除去するのにも手間がかかります。できないケースも存在するため、何でも作れるわけではないことも理解しておかなければいけないでしょう。デメリットも理解したうえで、導入も考えていかなければいけないものなのです。

コストや利用方法など、まだ難しい部分もたくさんあることは間違いありません。製造する場合に関しても、非常に高額になりやすい特徴も持っているのです。その代わりに、スピードというメリットを活かるかどうかが、活用させるための重要ポイントとなってきているといえるでしょう。



開発には欠かせない時代へ



金属加工に関して、一般的な製品であれば、大量に作ることになるでしょう。その場合、金型を作成し、生産していくことになります。製品ごとに金型が必要ですので、最低でも2カ月近くは見ていることでしょう。もちろん、小ロットのもので、試作品などで修正を加えたりするのであれば、4カ月以上もかかっていくことは、一般的なことなのです。これが、今まで大きなデメリットにもなっていました。こうした既成概念を変えることができるのが、金属3dプリンターなのです。

3dプリンターを使うことによって、この速度の問題を解決することができるようになります。試作モデルがある場合、もっとも得意とする条件になるといえるでしょう。今まで2カ月近くかかっていたようなことが、1週間で完成してしまうことになるのです。最短として考えれば、もっと短くすることができるため、速度ということを活かして開発を進めることができるようになります。

速度のメリットは何かといえば、それだけ開発スピードを上げることができるようになるということにつきるでしょう。製作期間を1/8程度にできるということは、開発に関するコストを一気にダウンさせることにつながります。それだけ、製品生産への速度を高めることができるようになるため、大きなメリットを生み出すことができるでしょう。

ただし、問題なのはコストが跳ね上がるということでしょう。驚くほど高額になってしまうため、どこまで許容できるのかということにもなってきます。それでも、速度のメリットを考えた場合、コストは吸収できてしまうことも多いため、これからの開発ということでは、欠かせない機械となってきているのです。



どこまでのものが作れるのか



3dプリンターを使い、金属加工をする場合、いったいどれぐらいのものができるのかということが問題となるでしょう。つまり、精度の問題です。3dでデータを採取し、それを加工して行くことになるため、高精度のものができると思われがちでしょう。確かに、小さなものであれば、±0.05程度になると考えられているため、非常に高精度のものが作れることは確かです。ただし、大きなものとなると、いろいろな問題が発生するため、精度は変化してしまいます。基本的には、そこまで大きなものを作ることに向いているというわけではないといえるでしょう。

もうひとつの問題が、精度は維持できているとしても、そのままで使えることはないということです。3dプリンターを見たことがある人ならわかりますが、すべての面を一度に作れるわけではありません。階層のように作られていくため、緩斜面は荒くでき上がりますし、上方向にレーザーの目が残ります。これを仕上げしなければ完成しません。こうした手間がかかるのも金属3dプリンターの特徴なのです。現状では、この辺りが限界でもあり、理解したうえで使っていかなければいけません。

強度的には、十分なものを作ることができますが、そのままでは疲労強度を高めることはできなかったりもします。工程を増やし、処理を考えなければいけないことも出てきます。

それでも、試作品を作る場合などであれば、開発サイクルを向上させることができるでしょう。ランニングコストも踏まえ、費用対効果を考え使っていかなければいけないものでもあるのです。


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