3D プリンター導入時に必要なソフト
積層造形法 (アディティブマニュファクチャリング) とは?
層造形は、ものづくりの未来を形作る最先端技術のひとつです。業界をリードする多くの製造業者が、この AM 技術の製造手法を活用し革新的なデザインの製品を作り、製造能力の定義を塗り替えています。 3D プリンターに欠かせない 積層造形法とプロセスや用途を紹介します。
層造形は、ものづくりの未来を形作る最先端技術のひとつです。業界をリードする多くの製造業者が、この AM 技術の製造手法を活用し革新的なデザインの製品を作り、製造能力の定義を塗り替えています。 3D プリンターに欠かせない 積層造形法とプロセスや用途を紹介します。
積層造形法は、三次元造形する方法の一連の手法で、3D デジタルモデルに基づいて、材料を 1 層ずつ重ねて 3 次元の物理オブジェクトを作成するために使用される製造プロセスです。
この方法は、 3D プリント技術としても知られています。材料のブロックから削り出して最終製品を作成する切削加工とは異なり、積層造形では材料を付加していくことで最終製品を形成するので、付加製造法、アディティブマニュファクチャリング、 AM 技術 (additive manufacturing) とも呼称されます。
重なる層は、 3D モデルの連続する断面にそれぞれ対応し、最も一般的に使われる材料はプラスチックやメタル合金です。実際には、使用されるマテリアルにはコンクリートから生体組織まで様々なものを使用することができます。
積層造形 (アディティブマニュファクチャリング) は、様々な業界で利用されるようになりました。主にエンジニアリング、建築設計業者、施工管理会社において、それぞれエンジニア、設計者、管理者が使用し、手作業による作図に代わるもので作業時間も大幅に削減されました。ユーザーは 3 次元で設計を作成して構造物を視覚化し、設計プロセスの開発、変更、最適化を行うことができます。このプロセスにより、エンジニアはより正確なリプレゼンテーションを作成し、簡単に修正してデザイン品質を向上させることができます。
積層造形 (アディティブマニュファクチャリング) は、他分野の業界で幅広く利用され、各業界に変革を起こしています。積層造形法は、一点もののパーツを効率よく作れるほか、積層造形法の手法以外では不可能な、きわめて複雑な形状を作成できます。以下のような様々な最新の 積層造形技術の用途で利用されています。
産業用途で最も早く積層造形が採用された分野のひとつです。現在では、この手法が業界標準になりつつあります。CAD から積層へのシミュレーション テクノロジーは飛躍的に向上し、軽量コンポーネントの生産スピードに貢献しています。
Autodesk で提供している、積層造形法 (アディティブマニュファクチャリング) などで立体化した物体を造成するのに使用する 3D プリンターに欠かせない人気の 3D プリントソフトには Fusion 360 を始め NETFABB や TINKERCAD などの製品があります。操作の簡単な このソフトで、部品を 3D プリントしたり、物理的なプロトタイプを作成するなど、コンピューター上の設計をすばやくカタチにできます。
また、Ultimaker、EOS、Formlabs、Renishaw などをはじめとするさまざまな 3D プリンターに対応しています。 詳細は、各製品ページでご覧下さい。
積層造形法 (アディティブマニュファクチャリング) には、ハードウェア、材料の要件、製品の用途に応じて複数のプロセスが含まれる場合があります。アディティブマニュファクチャリング、 AM 技術においてどのようなプロセスがあるのかを紹介します。
光重合液は紫外線の照射によって硬化し、層状のパーツを形成します。高精細な表面加工が可能です。
積層プロセスでプリンティング ヘッドから結合材を噴射して、粉末の下地を固めます。フルカラーの試作品の製造にも使用されます。
表面仕上げや形状テストが必要な場合に使用されます。プリントヘッドから凝固する紫外線硬化材の層を連続的に吐出し、プロトタイプ デザインを形成します。
熱溶解積層法は一般的な 3D プリント プロセスで、加熱ノズルから熱可塑性材料を押し出して、スライスされた CAD モデルに基づいて製品を形成します。
レーザー ビームや電子ビームによって、敷き詰められた粉末剤(各種金属など)をすばやく溶融して結合します。この技法は、回路、構造、パーツに使用されます。
リボン状の金属や紙を超音波溶接や接着剤でそれぞれ接合した後、材料除去プロセスを経て最終形状が完成します。
多軸ノズルを使用してレーザー溶融材(一般には金属粉末)をプリント面に押し出すことで、既存のコンポーネントに材料を追加したり修復します。
積層造形 (アディティブマニュファクチャリング) の技術は、他分野の業界で幅広く利用され、各業界に変革を起こしています。実際に各企業が、オートデスクの積層造形ソフトをどのような用途で利用しているか、新たな取り組みに貢献しているお客様の活用事例をご紹介します。
ヨーロッパで開発された金属の積層・付加製造と切削加工の機能を備えた巨大なハイブリッドな製造機械、LASIMM (大規模アディティブ/サブトラクティブ統合型モジュール機械) が、大規模な建築コンポーネントを実現します。コストの削減、効率性の向上、生産の柔軟性を実現するために開発された LASIMM を利用したコラボレーションプロジェクトを紹介します。
画像提供: LASIMM (付加製造と切削加工を融合したハイブリッド製造機械が建設を変革)
海運業界に新たなテクノロジーとイノベーションを持ち込む、ロッテルダム港のアディティブ マニュファクチャリング ラボ、RAMLAB とオートデスクは、世界初のクラス認定 3D プリント技術で船舶用プロペラを製造します。アディティブ マニュファクチャリングのオンデマンド製造の活用により、パーツを産業用のスペア パーツを常時、かつオンデマンドで提供可能とする計画を紹介します。
画像提供: RAMLAB
(オンデマンド製造で3D プリント プロペラ製造に貢献)
現在は、医療、航空宇宙、工具製造、自動車・造船製造などの様々な製造業界で 積層造形
(アディティブマニュファクチャリング) の技術が利用されています。
今後の AM 技術の未来についてご紹介します。
昨今、積層エンジニアリングは、急速に進化しています。3D プリント技術は今や、金属レーザー焼結、粉末床溶融結合、さらには鋳造やロボティクスも取り入れたハイブリッド技術へと広がっています。
ものづくりの未来 | 積層造形で変革を
積層造形 (アディティブマニュファクチャリング) は近年、急速に進化を遂げました。製品を改良する方法を模索している大手製造企業に採用されています。ほぼ瞬時にパーツを製造したり、他の製造技術では再現不可能なフル カスタム設計を実現できるため、積層エンジニアリングへの投資や研究が加速しています。
2020 年代のテクノロジー、製造業のインダストリー 4.0を促進する 3 大トレンドは、 積層造形と自動化、スマート ファクトリーです。
テクノロジーの3 大トレンド、AM 技術、自動化、スマートファクトリー
Fusion 360 の拡張機能、Additive Build Extension (積層造形エクステンション)を使用すると、3D プリントのパラメータの選択、パーツの自動方向付け、完全に関連付けられたサポート構造の生成が可能になり、効率的なプログラミングを行うことができ高品質な金属パーツを 3D プリントできます。同じ Fusion 360 環境で切削加工による仕上げ処理を迅速に作成し、正確なフィーチャーを加工して高品質な表面仕上げを実現できます。
3D プリンターを使用する際に必要な製造手法、積層造形(アディティブマニュファクチャリング )ついて、
ブログ、ガイド、ヒント、チュートリアルで詳しく知ることができます。
エキスパートから学び、スキルに磨きをかけませんか。
オートデスク ソフトウェアで何ができるかがわかります。
Tinkercad では、積層造形(アディティブマニュファクチャリング )の製造技術で、レーザー切削や 3D プリンター用のデザインをエクスポートしてダウンロードし、Autodesk® Fusion 360 に送信することができます。Tinkercad を使用して、様々な製造プロセスの方法を学習します。
Netfabb のブログ(英語) のほかに、Netfabb のサポートとラーニングセンター では、製品の比較、導入事例や、3D プリントテクノロジーの最新トレンドをはじめとした Netfabb の最新情報を紹介しています。Netfabb サブスクリプションを最大限に活用しましょう。
Fusion 360 の学習 & サポートのサイトでは、Fusion 360 のブログ(英語)や、製品の更新プログラムや拡張機能、便利なヒントやチュートリアル、ロードマップの更新、コミュニティの事例などを紹介しています。
オートデスクの人気製品に対応した、キーボード ショートカットやコマンドの一覧です。
積層造形 (アディティブマニュファクチャリング) の付加製造技術とオートデスク ソフトウェアに関して最もよく寄せられる質問を以下にまとめて掲載します。
積層造形(アディティブマニュファクチャリング )は、より軽く強度の高いパーツやシステムを大幅に効率化して製造するために使用されます。次のようなさまざまな業界で使用されています。
積層造形(アディティブマニュファクチャリング )には、産業利用に多くのメリットがあります。積層造形技術では、従来の製造技術に比べ、より軽く強度が高いパーツをすばやく製造できます。
3D プリントとしても知られる積層造形(アディティブマニュファクチャリング )は、材料を追加していくことによってオブジェクトを作成するプロセスです。マシンは、材料を堆積させ、レイヤ上に正確なジオメトリ形状で積み重ねていきます。コンピュータ支援設計ソフトウェアまたは 3D オブジェクト スキャナを使用して、ハードウェアに指示を与えるモデルを作成します。
金属、セラミック、ガラスなど、積層造形(アディティブマニュファクチャリング )ではさまざまな材料が使用されます。それぞれの材料には、固有の利点と用途があります。金属 3D プリント用の粉末は、チタンから合金、また金などの貴金属にまで及びます。樹脂(ABS、PLA、PVA、ポリカーボネートなど)と金属(金、ステンレス、銀、鋼、チタン)の 2 つは、最も一般的に使用される材料です。セラミック、ガラス、樹脂、さらに潜在的にはヒトの細胞に至るまで、使用できる材料は他にも数多くあります。
3D プリントは、消費者にも親しみやすい用語で、積層造形(アディティブマニュファクチャリング )よりも一般的になりつつあります。しかし、微妙な違いはいくつかあります。「積層造形」という用語は、ラピッド プロトタイピングなどのプロセスも指しますが、3D プリント技術は限定的です。
この 2 つのフレーズは、次のように定義するのが適しています。
この技術には、柔軟性、速度、コスト削減など、従来の製造方法に比べて多くのメリットがあります。積層造形(アディティブマニュファクチャリング )は本質的に積層法であるため、はるかに無駄が少なくなります。マシンに残った粉末は次のプロジェクトで再利用できるため、投棄や廃棄されるものはありません。従来の方法は、減算製造(最終結果を得るために材料を除去していく)であり、その結果、材料の 90% が無駄になることもあります。また、精度が高いほど、品質が向上し、生産の全体的な時間が短縮されます。最後に、設計の柔軟性は、「1 つのサイズですべてに対応する」というアプローチが必要ないことを意味し、よりコスト効率の高いプロセスが実現します。
オートデスクは、積層造形(アディティブマニュファクチャリング )の準備、解析、シミュレーションのための専用ツールとして Netfabb を提供しています。また、Fusion 360 には、設計、エンジニアリング、シミュレーション、製造のすべてが統合された、積層造形の専用スペースがあります。