Objet木目のダッシュボード

仕上げアプリケーション

3Dプリントされたパーツをつなげ、シーリングして美しくする

射出成形製品とほぼ見分けがつかないプロトタイプ、高度なツール用途、および外観と雰囲気の感じが良い耐久性のあるカスタムデバイスには、シンプルなポストプロセスを3Dプリントされたパーツに適用します。

FDM 部品のシール

概要

FDM(熱溶融積層)の部品では、多くのアプリケーションで、大幅なコスト削減と 市場投入までの時間の短縮が実現できます。FDM テクノロジーは、層毎にプラスチック部品を制作する アディティブ・マニュファクチャリングで、CAD(コンピュータ支援設計)ファイルのデータを使います。 FDM 部品はさらに、あらゆる形状の制限がなくなるため、大幅なパフォーマンスの向上 が可能です。しかし、FDM 部品の気孔は、ガスや液体のシールを必要とする機能プロトタイピングや 直接デジタルマニュファクチャリングアプリケーションで 使う際に障害となっています。FMD 部品でいくつかの異なるシール方法が検証されており、 広範囲の新しいアプリケーションで FDM によりもたらされるコスト削減、設計の自由度、リードタイムの有利さといった利点 を活用することができます

アプリケーション概要

FDM 部品をシールする多くの方法と 最良の方法を選択する際に考慮する 多くの特性があります。選択をサポートするために、Stratasys は、 一般的な5 つのシール法について、コスト、時間、難易度、形状の制限、 最大部品サイズ、粘度、精度の保持、 最大圧力、耐化学性、温度感受性 を 評価しました。

平滑化ステーション

最終仕上げスムージングステーションは、 部品の表面を、チェンバー内の蒸発平滑化剤 にさらしてシールします。 平滑化ステーションは非常に使いやすく、 寸法の整合性を維持します。その使用は、 大気圧を超えない、 100 °C (212 °F)以下の温度でのアプリケーションに 限定されます。平滑化ステーションは、部品を電気メッキする際に、 投資鋳造としてパターンを使用するか、金型中のボトルや 冷却ラインといった液体保持形状 の機能プロトタイプを作製する場合に 頻繁に選ばれます。

エポキシ被覆

Hysol E-20HP は、二部からできたエポキシであり、 混合ガンで分配し、小型セクション内の 部品にブラッシングします。この方法では 設備投資が必要なく、最終結果は 過酷な動作条件で最適です。被覆は、最大 65 psi(448 kPa)の圧力までの気密シールを維持し、 FDM 材料と等々、あるいはそれ以上の温度に耐えることができ、 多くの化学剤に対して耐性があります。エポキシで大型または複雑な部品をシールするのは困難 となる可能性があります。内部チャネルなどのアクセス不能の機能をシールすることはできません。マニュアルアプリケーションと 組み合わせたエポキシの厚さにより、 部品の寸法精度が低下します。Hysol E–20HP を、現在利用可能な FDM 材料のいずれかで使用することができます。

エポキシ浸透

BJB エポキシ樹脂(TC–1614)は多孔性、半多孔性部品の表面を浸透します。FDM 部品は 樹脂中にディッピングさせ、真空にして、エポキシを部品内に浸透させるようにします。真空チェンバに加えて、 エポキシを予熱、硬化させるのにオーブンが必要です。エポキシ浸透では、 最大 65 psi(448 kPa)の気密性シールと水密性シールが得られます。また、この方法によってシールした部品は、 高温に耐え、化学的耐性があります。シールプロセスは簡単であり、3 時間未満で完了することができますが、エポキシのコストのためにやや高価です。浸透プロセスで操作を行う場合、部品の寸法精度にはほとんど変化がありません。BJB TC–1614 を、利用可能な FDM 材料のいずれかで使用できます。

ディッピング

溶媒に FDM 部品をディッピングすると、平滑化ステーションが使用できない場合や部品がチャンバ容量を超えたときに平滑化ステーションを使用する代替法にできます。すべての特性は、寸法精度が低いことを除いて平滑化ステーションと同様です。溶媒溶解作用が迅速かつ攻撃的であるため、寸法精度のコントロールは困難です。平滑化ステーションと同様に、この方法の利用は、低温の大気圧アプリケーションに限定する必要があります。ディッピングは、すべての ABS ベース FDM 材料に適しています。

塗装と充填

FDM 部品が部分的にシールした表面しか必要としない場合、塗料のわずかな被覆や少しの本体パテが安価なオプションとなり得ます。これは手動操作であるため、完成品の精度と品質は技術者のスキルとケアによります。このオプションは、低コスト、短いサイクル時間、適用の容易さが特徴です。しかし、気密シールがなく、高温や化学物質に抵抗できません。例えば、熱成形に用いられる FDM ツールの気孔を減少させるために使用できます。

活用事例

W.M. Keck Center for 3D Innovation社 は、高品質なラピッドプロトタイピングと迅速な生産サービスを提供しています。最近、インテークマニホールドや自動車アフターマーケット製品の製造者が、製品開発プロセスを改善するために同センターにやって来ました。アフターマーケット製造者は、マニホールドを通る流体の流れのコンピュータシミュレーションを行い、有望と考えられる複数の設計のプロトタイプのテストを望んでいました。インテークマニホールドのプロトタイプを制作する従来の方法は、高価で時間のかかるアルミニウムの固体ブロックの機械加工です。

“このアプリケーションの主な課題は、部品の表面を機能テストで使用する前にシールする必要があることでした。” Medina 氏は言います。Keck センターの技術者は、部品をシールするために、Stratasys Finishing Touch Smoothing Station と BJB TC–1614 二部型エポキシを評価しました。“アフターマーケット製造者は、両方の方法でシールした FDM 部品をテストし、自動車エンジンの機能テストで良好なパフォーマンスを示すことを見い出しました。” Medina 氏は結論づけました。“低コストで納期が短いFDM プロトタイプを活用することで、、アフターマーケット製造者がその製品の性能の急速な改善できます。”

FDM と従来のプトトタイプ法 との比較


方法

コスト

時間

CNC 機械加工したアルミニウム

USD 3 万ドル

6 週間

FDM 金型

USD 5,740 ドル

3 週間

削減

USD 24,260 ドル(81%)

3 週間(50%)

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