金属3Dプリンター基礎知識

金属3Dプリンターの仕組みとは

金属の3Dプリンターなんてあるの??と思ってしまう方も少なくなってきましたが、私も数年前までは仕組みがわからなくて考えてしまった事があります。

「ありえない・・・」本気でそう考えておりましたが、実際にあるんです。そして実用化しているのです。

金属の3Dプリンターの仕組みとしては次のようになります。

まずは、モデルデーターをスライスデーターに変換致します。スライスデーターというのはCTスキャン画像と同じようなものです。

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モデルを積層厚みと同じ寸法で切り一枚一枚の2次元データーに変換するというイメージがわかりやすいとおもいます。

その一枚一枚のデーターを読み込んで同じように積み重ねていけば立体物が出来上がるという仕組みになっています。しかし・・金属をどのように積み重ねて行くのか不思議ですよね。粉末積層装置と言われる金属3Dプリンターは2種類の方法があります。一つはレーザーを使うもの。そしてもう一つはビームを使うものです。どちらも金属を溶かすエネルギーを生み出すものです。

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そのエネルギーを使って金属を溶かし積み重ねるから粉末積層装置と言われます。

まず始めに造形エリアに0.05mmという薄さで金属の粉を敷き詰めます。その金属粉末に先ほど作った2次元データーの一枚分をレーザーで塗りつぶして行きます。塗りつぶしたところは、1500℃の温度に達し金属が溶けそして固まります。塗りつぶし方はメーカーによって変わりますが、一様に言える事は残留応力を一定方向に加えない為に各層ごとにレーザーの塗りつぶし方向を変えたり、ランダムに塗りつぶしたりします。固まっていない部分の粉は後で再利用しますので必要な分だけの材料しか使いません。

レーザーやビームの焦点は常に一定でなければいけないので、一層が終わると造形ステージが下がりまた粉を敷き詰め同じ事を繰り返し造形が進んで行きます。

スクリーンショット 2015-05-20 13.38.34ですから造形品は金属粉末の中に埋もれていく様にして出来上がって行くので、造形品が今どのような状態になっているのかは確認する事ができません。最終層のレーザーが終了してからでなければ造形品の全貌を見る事が出来ないということです。

見られるのはあくまでも2次元一枚の塗りつぶし工程だけです。金属3Dプリンターの仕組みとしてはたったこれだけです。が・・金属3Dの大きな特徴があります。それはベースプレート(金属)と言われるものの上に造形をして行くため金属のベースプレートに張り付いて出てきます。(残留応力で造形中に歪ませない為)

最終的にはこのベースプレートを切り離さなければいけないのです。

S__1654849一般的にはワーヤーカットで切り離しますので、造形後もある程度の時間を必要とします。長い物で1日切り離し時間が必要な場合もあります。

金属3Dプリンターの稼働の仕組みって意外に簡単なんですね!

でもそこには幅広い知識が必要なのは言うまでもありません。

簡単な仕組みではあるものの、最新の技術や能力がつまっているのです。

金属3Dプリンター造形動画

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