低価格の100%シリコン材料が新登場：Silicone 40Aレジン

この度、Formlabsから業界初となる低価格な純シリコン材料Silicone 40Aレジンが新しく登場します。特許出願中のPure Silicone Technology™で鋳造用シリコンの優れた材料特性と3Dプリントの利点を兼ね備えた新材料です。 

3Dプリントで使えるさまざまなエラストマー材料がある一方、優れた材料特性を持った純シリコン材料を3Dプリントするには、コストが高く技術的にも難易度が上がるため、使用できるプリンタが限られているのが現状です。Formlabsは特許出願中のPure Silicone Technology™ を開発し、FormlabsのSLA光造形方式プリンタで100%シリコン製部品を短時間で内製できるようにしました。

Silicone 40Aレジンでの造形品は、ショアA硬度40A、破断伸び230%、引裂強さ12kN/mを備え、繰り返しの曲げ伸ばしや圧縮にも耐えられる柔軟性と耐久性が求められる用途に最適です。また、反発弾性は34%で耐薬品性と温度安定性（-25°C～125°C）にも優れ、わずか0.3mmほどの繊細なディテールや従来の製造方法では実現が難しかった複雑な形状も実現できます。

Silicone 40Aレジンは以下の用途に最適です。

• コネクタ、グロメット、アクチュエータ、キーパッド、腕時計バンドなど、弾力性のある消費者向け製品や自動車部品、産業機器などの製品開発サイクルにおけるラピッドプロトタイピング、ベータ品のテスト、検証工程
• シールやガスケットなど屋内で使用する実製品用部品の少量生産やカスタム製造のコスト効率化
• 柔軟性のある鋳造用金型、治工具、マスキングツールなど、高品質で長持ちするカスタム治工具や金型
• 医療機器部品、患者ごとにカスタマイズした義肢装具、補聴器
• 従来の方法では製造が困難な複雑な形状の部品

シリコン部品は柔軟性や耐久性、圧縮性、耐薬品性、耐熱性が高く、自動車業界ではシールやガスケット、ロボット工学ではアクチュエータやベローズ、消費者向け製品ではウェアラブルやイヤホン、キッチン用品まで、さまざまな業界や用途で幅広く使用されています。

シリコン部品を何千個も大量生産する場合は、射出成形や圧縮成形、押出成形などの製造手法なら費用対効果も高く効率的な生産が可能です。しかし、これら製造手法には高額な金型や加工機械が必要で、さらにその金型の設計や製造を外部の請負業者に委託しなければならないのが一般的です。

純シリコン部品を少量生産（1～1000個）したいと考えるエンジニアやデザイナー、製造業者にとっては、金型製作にかかるコストと時間が課題です。シリコン鋳造のように低コストで済む製造手法なら少量生産も可能ですが、労力や時間がかかるうえに製品形状を完全に複製することは難しく、実現できる設計や形状に限界があります。代替手段として、エラストマー材料を使った3Dプリントなら迅速かつ安価に生産が可能ですが、シリコンに比べて材料特性で劣ります。純シリコン材料を使って直接シリコン部品を造形できる3Dプリンタを提供しているメーカーもありますが、プリンタの価格が$100,000以上と高額です。

新登場のSilicone 40Aレジンを使えば、価格、品質、スピードのいずれも諦めずにシリコン部品の生産ができます。FormlabsのSLA光造形方式3Dプリンタをお持ちの方なら誰でも、高品質な純シリコン部品を素早く直接3Dプリントでき、煩雑な鋳造工程や金型製作にかかる高額なコストを避けることができます。

純シリコン部品の3Dプリントはこれまで、対応可能な3Dプリンタが高価なために多くの企業にとって手の届かないオプションでした。Formlabsが提供する手頃な価格の3Dプリンタにより、こういった企業や個人の方々も、メーカーや消費者にとって馴染みのある材料で実製品に劣らない品質の部品を生産できるようになります。また、これまでシリコン部品を外注に頼っていたメーカーも製造工程の主導権を取り戻すことができますし、大企業の試作製作チームの生産性も向上させることができます。

軟質シリコンカバーは車両のクラッチアクチュエータシリンダーを水、汚れ、破片から保護するものです。Silicone 40Aレジンの優れた耐薬品性と耐熱性により、このような内部部品も自動車の実製品用部品として使用することができます。

Silicone 40Aレジンでの3Dプリントなら、金型製作や労力のかかるシリコン鋳造などを外注に頼ることなく、柔軟性に優れた部品を素早く3Dプリントして試作・検証を繰り返し、その日のうちに機能確認が行えるため、製品開発のスケジュールを短縮できます。消費者向け製品や自動車、航空宇宙、ロボティクス設計など、部品に高い機能性が求められる用途では、ウェアラブル、グリッパ、アクチュエータ、ガスケット、シールなどの部品を3Dプリントして機能確認が行えることで、チームが設計を最適化し、ベータ品のテストや検証工程をより迅速に進めることができます。

最終的に射出成形で生産されるシリコン部品とまったく同じ挙動をする製品や部品をテストできることで、開発工程に安心感と自信が生まれます。また、設計のやり直しや旧式の金型製作が必要なくなり、高額なコストを削減しながら製品の信頼性を向上させ、市場機会を活用できるようになります。

最先端な製品開発で有名なFINIS, Inc.は、提供する製品の優れた品質と機能であらゆるレベルのスイマーから信頼されています。米国カリフォルニア州を拠点とする同社は、スイマーやコーチからの常に変わり続ける要求を徹底的に汲み取り、革新的な製品を提供し続けています。

これまでは金型を使った鋳造でシリコン部品を製造していましたが、多大な労力が必要なことと製造期間の長さがネックでした。それが現在はForm 3+プリンタと新登場のSilicone 40Aレジンの活用により、通常であれば外注で3週間の製作期間と千ドル以上のコストがかかるところ、実製品の品質とほぼ同様のスイミングゴーグル用ガスケットをたった8時間で、ごくわずかなコストで3Dプリントすることができています。3Dプリント製のシリコンガスケットはスイミングプールの環境下で厳しい水密性評価にも耐え、製品開発スケジュールの短縮にもつながりました。

Dorman Productsは、乗用車と重量車のアフターマーケット用自動車部品メーカーとして100年の歴史を誇るメーカーですが、生産期間の短縮と部品の品質向上を目指して3Dプリントを導入しました。常に新しい製造工程やモデルを追加するOEM元のメーカーに遅れずに対応するため、12台の3Dプリンタを2拠点に分散して稼働させています。

同社内にある広大なテスト環境で、新しい設計の検証を行います。圧力試験用の部品で特定のポートや面を密閉する必要がありますが、すべての部分が嵌合形状になっているとは限らず、密閉するためにはチームが独創的なアイデアを考えなければなりません。結果的に、カスタムのガスケットや治工具を製作することになるのです。

従来は研究室で部品を測定してから金属製のダイを作り、そのダイを使ってアーバープレスでカスタム品のガスケットを切り出していました。「シートからクッキーをくり抜くようなイメージです。材料の使用率や研究室の技術者が費やす時間を考えると、非常に効率が悪いやり方でした」と、Dorman Product社のアディティブマニュファクチャリング部門リーダーであるChris Allebach氏は言います。

3Dプリントに切り替えたことで、膨大な数の新部品があったにも関わらず、製作期間とコストを大幅に削減することができました。「スロットルボディの両端を密閉するスロットルボディテスター用にカスタムガスケットを何百個もプリントして、流量テストを行いました」とAllebach氏は言います。