技術白書
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実製品用途

実製品用途

何十年もの間、3D プリントは試作品製作や製品開発などで活用されることが一般的でしたが、製造業ではすでに、治具や固定具、その他の製造補助具、あるいは射出成形真空成形用の金型などのラピッドツーリングなど、社内ツールの製作に3Dプリントの柔軟性を活用しています。

近年、機械、材料、ソフトウェアの進歩により、高精度で機能的な3Dプリント品を製作できるようになり、最終用途部品(最終顧客に販売・使用される部品)の代替品として使用できるようになりました。これにより、企業は革新的な製品を市場に投入し、小規模・中規模の製造が可能になりました。

実製品用途

Formlabs推奨材料

Formlabsは、実製品用途に適した幅広い材料ポートフォリオを提供しています。

SLA光造形

SLA光造形品は等方性で、あらゆるプラスチック3Dプリント技術の中で最高の解像度と精度、最も鮮明なディテール、最も滑らかな表面品質を実現します。Formlabsは、歯科用スプリントや咬合ガードから医療機器まで、ヘルスケア分野の幅広い用途に対応する生体適合性レジンを提供しています。また、過酷な環境下での使用にも耐えられる高度な機械的・熱的特性を備えたエンジニアリングSLA材料も幅広くご用意しています。

  • Rigid 10K Resinは、高い剛性、強度、耐熱性、耐薬品性を備え、あらゆる条件下で構造的完全性を維持できるよう設計されています。
  • Tough 2000 Resinは、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)プラスチックの質感と重要な機械的特性の両方を再現し、高い応力とひずみにも耐えることができます。
  • Flexible 80A Resinは、ゴムの柔軟性を模した硬くて柔軟なパーツを造形するために設計されたエラストマ樹脂です。
  • BioMed Clear Resinは、長期的な皮膚や粘膜との接触が必要な実製品用医療機器や、硬くてもろくない生体適合性パーツの製作を目的に開発された医療グレードの材料です。

SLS

SLSプリント品は、連結リンク、機能的なアセンブリ、リビングヒンジなど、複雑な形状に最適です。SLSプリントで製作された部品は優れた機械的特性を持ち、その強度は射出成形部品に匹敵します。SLSは、造形品単価の低さ、高い生産性、実績のある材料の組み合わせにより、実製品用部品の少量生産に最適な選択肢です。

  • Nylon 12パウダーは、寸法精度に優れた強度の高い機能部品を製作できる汎用パウダーです。電子機器の筐体、コネクタやアダプタ、義肢など、ほとんどの用途に最適です。
  • Nylon 11パウダーは、耐久性と耐衝撃性が重要な用途に適した、靭性、強度、柔軟性に優れた材料です。スナップ、クリップ、ヒンジ、柔軟なパーツに最適です。
  • Nylon 12 GFパウダーは、ガラス繊維を充填した材料で、剛性と熱安定性を高めており、過酷な産業環境や継続的な荷重や高温にさらされる部品に最適です。
  • Nylon 11 CFパウダーは、カーボンファイバーを充填した材料で、安定性が高く、軽量で剛性が最適化されています。

設計上の注意点

3Dモデルを設計する際は、Formlabsのベストプラクティスに従ってください。材料の種類やプリンターの世代によっては、造形を成功させるために特定の要件がある場合があるため、それらを考慮してください。

オリジナルの材料からFormlabsの材料に切り替える際、衝撃強度が低下する場合は、必要に応じて造形品の設計を厚くしてください。

抜き勾配、エジェクターピンの位置、ゲートの位置、均一な厚みなど、金型成形に必要な特徴を排除することで、パーツの形状を簡素化します。

造形時の注意点

モデルの向きに関するFormlabsのベストプラクティスに従ってください。

重要な表面にサポート材の痕が残らないように、ビルドプレート上でパーツの向きを調整します。

3DパッキングでSLSプリント品の

充填密度を最大化します。

後処理の注意点

Formlabsのベストプラクティスに従って、造形品の洗浄二次硬化を行ってください。洗浄と二次硬化の手順については、各材料の記事をご参照ください。SLA光造形品には電気めっきやコーティング、SLS造形品にはメディアブラストなど、強度や耐久性、ユーザーエクスペリエンスを向上させるための後処理を検討してください。

Formlabsでは、実際の使用環境を模した社内での応力試験や環境試験を実施することを推奨しています。

最終用途の推奨事項と制限

3Dプリントは、柔軟性、俊敏性、需要に応じた迅速なスケールアップ能力を向上させることで、製造プロセスを強化します。特に以下の用途に推奨されます。

  • 製品イノベーション
  • ブリッジ生産
  • サプライチェーンのレジリエンス
  • アフターマーケット部品
  • スペアパーツ
  • 消費財

制限事項の一部は以下の通りです。

  • UVや化学物質に曝露されると、SLA材料の一部は時間の経過とともに劣化する可能性があります。必要に応じて使用条件をテストしてください。
  • エンジニアリングレジン以外のレジンで造形したパーツは、研磨負荷や長期的な熱によって寿命が短くなる可能性があります。
  • 二次硬化と造形品の向きは最終的な強度に影響を与えるため、製品用の部品では一貫性を保つようにしてください。

その他資料