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積層造形

あらゆる形状の部品が製造可能であり、試作品、唯一品、少量生産、大量生産のどれにも対応可能な工法である 積層造形ほど製造業の未来を形作る技術は他にはないと言っても過言ではありません。積層造形すなわちレーザー焼結では、材料に対する要件が極めて高い部品の製造、コーティング又は修理が可能です。旋盤加工やフライス加工などの従来の切削による製造方法とは異なり、積層造形ではデザインが製造での決定的な要素であるため、この製造方法は「デザインドリブンマニュファクチャリング」とも呼ばれています。

TRUMPFは過去20年間にわたって、レーザーメタルフュージョン (粉末床レーザー溶融) とレーザーメタルデポジション (レーザー肉盛溶接) という2種類のレーザー積層造形法を産業用途に適したレベルにまで高めてきました。これらの製法では、金属粉末から複雑な形状や特殊な金属部品を迅速、柔軟かつ低コストで一層毎に生成することができます。積層造形法の先駆者であるTRUMPFは、機械、レーザー装置とサービスをすべて自社開発・製造して、コンプリートソリューションとして提供しています。そのため、お客様には明確な競争優位性がもたらされます。

フレキシブル

積層造形ではデザインに制限がありません。従来の製法では実現不可能な機能であっても統合するか、又はコンポーネント全体を一気に作り上げることができます。

持続可能

積層造形では希望の部品や形状を製造する際に使用する材料が、実際に必要な適量に限定されます。

個別設定可能

積層造形では、カスタマイズ型ソリューションやパーソナライズした部品が連続生産であっても簡単かつ柔軟に実現可能です。

金型なし

積層造形では金型が不要であるため、生産コストと摩耗が低下し、セットアップ時間が短縮されます。

効率的

積層造形部品では安定性の高い複雑な構造が得られると同時に軽量化が可能であるため、この製法は軽量構造にとって特に魅力的です。

積層造形の適用例

  • 個人に合わせた頭蓋骨インプラントの造形又は歯冠/ブリッジの製造 (LMF)
  • 極めて精緻なプレート構造を持つ熱交換器の積層造形 (LMF)
  • 寿命延長を目的としたコーンハーベスターのコーティング (LMD)
  • 摩耗したコンプレッサーブレードの修理 (LMD)

積層造形での製法による違い

多くの製造分野において、多品種少量生産が進む傾向が明確に見て取れます。それぞれレーザーベースの製法であるレーザーメタルフュージョン (LMF) とレーザー肉盛溶接 (LMD) はこの課題に対応しており、産業界で積層造形の有望性が高まっている要因になっています。ですが、これらの製法は技術的にどう違い、どの技術がどの使用領域に適しているのでしょうか?

積層造形

積層造形では粉末とレーザ光のみで部品を製造します。3Dモデルに基づいて、レーザは一層毎に部品を作り上げます。つまり積層造形は、これまでの工業生産で一般的であった削剥/成形プロセスとは大きく異なっています。積層造形へのパラダイムシフトには大きな期待がかかっています。なぜならば積層造形では金型なしで、従来のプロセスでは不可能であった形状が複雑な物体を作り出すことができるからです。ここでの大きな利点は形状を自由にデザインできることです。

積層造形の主要要素はレーザです。レーザは金属粉末を溶かして凝固させ、高品質な製品に仕上げます。金属の積層造形には、粉末床レーザ溶融 (レーザメタルフュージョン) とレーザ肉盛溶接 (レーザメタルデポジション) という異なる方法があります。粉末床レーザ溶融では、レーザが粉末から新しい製品を一層毎に作り上げます。この工法はこれまで特に試作品と唯一品の製造並びに少量生産でその威力を発揮してきました。レーザ肉盛溶接ではレーザによって部品表面に形成された溶融池に、粉末状の金属補助材が継続的に供給されて溶かされます。こうして互いに溶接されたビードが形成されることで、既存の母材又は部品全体の表面に構造が築かれます。このプロセスはコーティングと修理にも使用可能です。

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