失われたフォームキャスティングを専門とするサプライヤーとして、フォームパターンの作成プロセスに革命をもたらす3D印刷の変革力を直接目撃しました。このブログ投稿では、3D印刷を使用してフォームパターンを紛失したフォームパターンを作成する方法についての洞察を共有します。
フォームパターンの3D印刷の利点
機械加工や手彫りなど、失われたフォーム鋳造のフォームパターンを作成する従来の方法は、時間がかかり、労働集約的であり、設計の複雑さの点で制限されます。一方、3D印刷には、いくつかの重要な利点があります。
- デザインの自由：3D印刷を使用すると、従来の方法を使用することを実現するのが難しいか不可能な非常に複雑で複雑なフォームパターンを作成できます。デザインに詳細なジオメトリ、内部機能、および有機形状を簡単に組み込むことができ、優れた機能と美学の部品を作成できるようにします。
- 迅速なプロトタイピング：3Dプリントを使用すると、フォームパターンのプロトタイプをすばやく作成でき、フルスケールの生産にコミットする前にデザインをテストおよび検証できます。この反復プロセスは、早期に設計上の欠陥を特定して修正するのに役立ち、費用のかかる間違いや遅延のリスクを軽減します。
- 費用対効果：小規模から中程度の生産の場合、3Dプリンティングは、従来の製造方法に代わるより費用対効果の高い代替手段になる可能性があります。高価なツーリングや金型の必要性を排除し、前払いコストを削減し、廃棄物を最小限に抑えることができます。さらに、3D印刷を使用すると、部品をオンデマンドで作成し、在庫コストとリードタイムを削減できます。
- カスタマイズ：3D印刷を使用すると、顧客の特定の要件を満たすために、フォームパターンをカスタマイズできます。デザインを簡単に変更して、さまざまなサイズ、形状、素材に対応できるため、幅広い製品やサービスを提供できます。
適切な3D印刷技術の選択
いくつかの異なる3D印刷技術が利用可能で、それぞれに独自の強みと制限があります。フォームパターンを作成するために3D印刷技術を選択する場合、次の要因を考慮することが重要です。
- 材料の互換性：選択した3D印刷技術は、パターンに使用する予定のフォーム素材と互換性がなければなりません。失われたフォーム鋳造で使用される一般的なフォーム材料には、拡張ポリスチレン（EPS）、拡張ポリプロピレン（EPP）、およびポリウレタンフォームが含まれます。
- 精度と精度：3D印刷技術の精度と精度は、高品質のフォームパターンを生成するために重要です。プリンターがアプリケーションに必要な詳細と寸法の精度のレベルを確実に達成できるようにする必要があります。
- ボリュームのビルド：3Dプリンターのビルドボリュームは、生成できるフォームパターンの最大サイズを決定します。パターンに対応するのに十分な大きさのビルドボリュームを備えたプリンターを選択する必要があります。
- 速度と効率：3D印刷プロセスの速度と効率は、生産コストとリードタイムに大きな影響を与える可能性があります。品質を犠牲にすることなく、パターンを迅速かつ効率的に生成できるプリンターを選択する必要があります。
発泡パターンを作成するために最も一般的に使用される3D印刷技術のいくつかには、融合堆積モデリング（FDM）、ステレオリソグラフィ（SLA）、および選択的レーザー焼結（SLS）が含まれます。これらの各テクノロジーには独自の特性があり、さまざまな種類のアプリケーションに適しています。
3D印刷用のデザインの準備
アプリケーションに適した3D印刷テクノロジーを選択したら、次のステップは3Dプリント用のデザインを準備することです。これにはいくつかの重要なステップが含まれます。
- CADモデリング：コンピューター支援設計（CAD）ソフトウェアを使用して、フォームパターンの3Dモデルを作成する必要があります。さまざまなCADソフトウェアパッケージがあり、それぞれに独自の機能と機能があります。 3D印刷用の人気のあるCADソフトウェアパッケージには、AutoCAD、SolidWorks、Fusion 360が含まれます。
- STLファイル変換：3Dモデルを作成したら、STL（ステレオリソグラフィ）ファイル形式に変換する必要があります。これは、ほとんどの3Dプリンターが使用する標準ファイル形式です。 CADソフトウェアのエクスポート機能を使用して、CADモデルをSTLファイルに変換できます。
- スライス：フォームパターンを印刷する前に、スライスソフトウェアを使用してSTLファイルをレイヤーにスライスする必要があります。スライスソフトウェアは3Dモデルを取り、それを一連の薄層に分割し、3Dプリンターが1つずつ印刷します。さまざまなスライシングソフトウェアパッケージが利用可能で、それぞれに独自の機能と設定があります。 3D印刷用の一般的なスライスソフトウェアパッケージには、Cura、Simplify3D、およびPrusaslicerが含まれます。
- サポート構造：フォームパターンの複雑さに応じて、デザインにサポート構造を追加して、正しく印刷することを確認する必要がある場合があります。サポート構造は、印刷プロセス中に追加のサポートと安定性を提供するために、パターンとともに印刷された一時的な構造です。スライスソフトウェアを使用して、設計のサポート構造を自動的に生成できます。
フォームパターンを印刷します
3D印刷用にデザインを準備したら、次のステップはフォームパターンを印刷することです。これには、次の手順が含まれます。
- プリンターのセットアップ：印刷を開始する前に、メーカーの指示に従って3Dプリンターをセットアップする必要があります。これには、プリンターソフトウェアのインストール、フィラメントまたは樹脂のロード、プリンターの校正が含まれる場合があります。
- 印刷パラメーター：層の高さ、印刷速度、温度など、フォームパターンに適切な印刷パラメーターを設定する必要があります。これらのパラメーターは、使用している3D印刷技術のタイプ、印刷する材料、およびデザインの複雑さに依存します。
- 印刷プロセス：プリンターをセットアップして印刷パラメーターを調整したら、印刷プロセスを開始できます。 3Dプリンターは、スライスしたSTLファイルの命令に従って、レイヤーごとにフォームパターンレイヤーを印刷します。
- 後処理：印刷プロセスが完了したら、フォームパターンからサポート構造を削除し、サンディング、研磨、塗装などの必要な後処理ステップを実行する必要があります。これは、パターンの表面仕上げと外観を改善するのに役立ちます。
フォームパターンを使用して、フォームキャスティングを失います
フォームパターンを印刷したら、それを使用してフォームキャスティングを失います。失われたフォーム鋳造は、フォームパターンが耐衝撃性材料でコーティングされ、砂型に入れられるプロセスです。その後、型には溶融金属が満たされ、フォームパターンが溶けてその代わりになります。その結果、フォームパターンの正確なレプリカである金属鋳造ができます。
紛失したフォームキャストにフォームパターンを使用するには、次の手順に従う必要があります。
- フォームパターンのコーティング：フォームパターンを使用する前に、フォームキャストを紛失しているため、難治性の材料でコーティングする必要があります。これは、溶融金属からフォームパターンを保護し、燃えたり溶けたりするのを防ぐのに役立ちます。それぞれが独自の特性と特性を備えた多くの異なる耐火材料が利用可能です。失われたフォーム鋳造で使用される一般的な難治性材料には、ジルコン、アルミナ、シリカなどがあります。
- 砂型の作成：フォームパターンを耐衝撃性材料でコーティングしたら、その周りに砂型を作成する必要があります。これには、フラスコまたはカビの箱に泡パターンの周りに砂を詰めることが含まれます。砂は溶融金属に適切なサポートを提供するように、しっかりと詰め込む必要があります。
- 溶融金属を注ぐ：砂型の準備ができたら、溶融金属を注ぐことができます。溶融金属はフォームパターンを溶かし、その代わりになり、フォームパターンの正確なレプリカである金属鋳造が作成されます。
- キャスティングを揺さぶる：溶融金属が固化した後、砂型からの鋳造を揺さぶる必要があります。これには、砂型を壊して鋳造を除去することが含まれます。その後、キャスティングを洗浄して完成させる必要がある場合があります。
失われたフォーム鋳造における3Dプリントフォームパターンのアプリケーション
3Dプリントフォームパターンは、紛失したフォームキャストの幅広いアプリケーションで使用できます。
- 自動車産業：3Dプリントフォームパターンを使用して、エンジンブロック、シリンダーヘッド、トランスミッションケースなどの複雑な自動車部品を生産できます。これらの部品には高い精度と精度が必要であり、3D印刷技術を使用して達成できます。
- 航空宇宙産業：航空宇宙産業には、極端な条件に耐えることができる軽量で高強度の部品が必要です。 3Dプリントフォームパターンを使用して、タービンブレード、航空機エンジンコンポーネント、構造部品などのこれらの部品を生成できます。
- 医療業界：3D印刷されたフォームパターンを使用して、インプラント、補綴物、手術器具などのカスタム医療機器を製造できます。これらのデバイスには、高精度と精度が必要であり、3D印刷技術を使用して達成できます。
- アートアンドジュエリー業界：3D印刷されたフォームパターンを使用して、複雑なアートとジュエリーピースを生産できます。これらのピースには、高レベルの詳細と複雑さが必要であり、3D印刷技術を使用して達成できます。
結論
3Dプリンティングは、失われたフォームキャストのフォームパターンを作成するプロセスに革命をもたらしました。 3Dプリントテクノロジーを使用することで、設計の自由度、迅速なプロトタイピング、費用対効果、カスタマイズを実現できます。あなたが中小企業のオーナーであろうと大規模な製造会社であろうと、3Dプリンティングは、顧客の特定の要件を満たす高品質のフォームパターンを作成するのに役立ちます。
3Dプリントを使用してフォームパターンを紛失したためにフォームパターンを作成する方法について詳しく学ぶことに興味がある場合、または失われたフォームキャスティングサービスの信頼できるサプライヤーを探している場合は、お気軽にお問い合わせください。お客様のニーズについて話し合い、カスタマイズされたソリューションを提供させていただきます。
参照
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- Wohlers、T。、＆Gornet、P。（2018）。 Wohlers Report 2018：3Dプリンティングおよび添加剤の製造業の業界。 Wohlers Associates。
- ジェイコブス、PF（1992）。迅速なプロトタイピングと製造：ステレオリソグラフィーの基礎。製造エンジニア協会。