板金業にとって大変興味深い3Dプリンター。中でも金属3Dプリンターの進化が著しくて、従来の板金加工ではできなかった形状も加工できるようになっているらしい。
金型を使わず少量生産したい時にも向いているらしいが、実際にどのようなものなのだろうか。
今日は3Dプリンターについて調べてみた。
3Dプリンターとは
3Dプリンターとは、3DCADの設計データを元に、スライスされた2次元の層を1枚ずつ積み重ねていくことで立体モデルを造形していく機械。プラスチックやゴムなどの樹脂素材の造形ができる3Dプリンターと区別するために、金属加工や板金ができるものを金属3Dプリンターと呼ぶ。
アルミやチタン、ステンレスなどさまざまな金属が使用でき、造形方法はさまざまだ。
金属3Dプリンターの造形方法
パウダーベッド方式
金属3Dプリンターで最もポピュラーなのが、パウダーベッド方式だ。パウダーベッド方式とは、あらかじめ金属の粉末を敷き詰めながらレーザービームを照射していき、造形部分の金属だけを溶かして火噛めていく方式。複雑な形状を作れるが、造形に時間がかかるのが難点だ。
メタルデポジッション方式
メタルデポジッション方式には、「レーザービーム熱源方式」と「アーク放電方式」の2つがある。メタルデポジッション方式はパウダーベッド方式に比べて造形時間が短く、摩耗部分の修復や部品の追加工ができるのが魅力だ。
ただし、パウダーベッド方式よりも造形できる形状には限界があるほか、出来上がりの精度が低めなのも問題点と言える。
金属3Dプリンターのメリット
コスト削減ができる点が、金属3Dプリンターの大きなメリットと言える。金型を作り直す必要がなく、気軽に試作品を作って確認できる。そのため、金型作成のコストをカットできるのが注目されている点だ。また、従来は複数のパーツを組み合わせて作っていた複雑な造形も、ひとつの部品として造形できるようになる。複数の金属パーツ分の製造コストが削減できるのも魅力だ。さらに部品を1つにまとめることで軽量化も実現できる。
3DCADデータさえあれば多くの種類を少しずつ生産できる
従来の板金機械を使った加工は、大量生産を前提にしか製品化できなかった。だが、金属3Dプリンターは3DCADデータさえあれば、より多くの種類を少量ずつ生産することが可能だ。しかも大量生産の場合とコストがほぼ変わらないため、手軽に試作したり1個だけ作ったりするニーズにもこたえられるとのこと。
これほど便利な3D金属プリンター。これからの製造業で、板金機械に代わって主流になっていくと思う。