転換点: 3D プリンティングと射出成形

Jul 17, 2023

サラ・ゲルケ | 2022 年 11 月 3 日

3D プリンティングは最初、SF を食卓にもたらした、半分スタートレック、半分庶民の技術として見出しを飾りました。 マスコミの報道は、この技術を「誰でも何でも作れる」プロセスであると位置づけました。 当然のことながら、ボタンを押すだけの精度でそのようなプロセスは存在しません。 主流の認識は薄れ、テクノロジーを否定しました。

しかし、今日の 3D プリンティングは、生産レベルの効率を達成できる、紛れもない産業用スイートです。 プロセスとともに、テクノロジーを参照する方法も成熟してきました。 ほとんどの専門的なラボでは、もはや「3D プリンティング」や元の「ラピッド プロトタイピング」という言葉は使われなくなりました。 現在、「積層造形」、またはもっとカジュアルに言えば AM という用語がよく使われており、これらの層ごとのプロセスを製造の領域に直接位置づけています。

約 10 年前には大げさな約束であったものが、今では成果物になりました。生産、規模、品質、検証、量が最終用途の現実になりました。

ある場合には。

ツールボックス内の他のツールと同様に、課題に対する解決策を適切に適用するにはニュアンスが重要です。 ハンマーしか持っていない場合、結局のところ、すべてが釘のように見えます。 今日のツールボックスは大幅に堅牢になり、情報に基づいた意思決定を行うためのオプションと手段が残されました。ハンマーが必要になるのはどんな時ですか? 他に何か必要になるのはいつですか?

さらに重要なのは、どのような場合に射出成形が必要になり、どのような場合に 3D プリントが必要になるのかということです。

実証済みの射出成形 (IM) は、数十年にわたりその地位を確立してきました。 1800 年代後半に特許を取得した IM は、数十年後、第二次世界大戦で低コスト、大量生産が求められるようになり、ブームになりました。 それ以来、減速したとは言い難い。 現代の製造環境ではほぼ遍在している IM は、おそらくご存知の悪魔として表現するのが最も適切でしょう。 欠点や制限はありますが、なじみがあり、一般的に信頼できます。 しかし、IM が新人の AM に取って代わられる可能性はあるでしょうか?

スケール、速度、均一性 - 射出成形は大量生産に適した条件を満たしています。 射出成形は膨大な種類の材料を確実に処理できるため、予測可能性と品質が得られます。

さらに、プロセスを使用すればするほど、より多くの部品が製造され、ソリューションの費用対効果が高まります。

IM のセットアップには巨額の先行投資がかかりますが、その使用が拡大するにつれて ROI は膨大になります。 実際、査読済みの研究によると、「射出成形は、複雑な形状の小型で精密なポリマー部品を大量生産する最良の方法である」ことが示されています。

射出成形はよく理解されており、頼りになる製造プロセスですが、当然ながら限界がないわけではありません。 IM インストールのセットアップには学習曲線と費用がかかり、実際に新しい設計を作成するまでの立ち上げ時間も同様です。

よく知られているかもしれませんが、IM の製造プロセスの設計は時間がかかり、多くの場合非直線的です。 IM は成形ベースの技術であるため、取り外し可能な金型に依存しているため、部品点数が少なく複雑な内部形状に合わせて設計する能力が抑制されます。 さらに、これらの金型の作成には、生産スケジュールに数週間から数か月かかる可能性があります。

全体として、IM は既知の品質の部品を確実に大量に生産できますが、それには時間がかかります。 より少量の最終用途製品の生産が必要な場合、射出成形では時間と成形コストが増加し、望ましい ROI と釣り合う可能性があります。

新しいソリューションが市場に投入され、その主張が証明されるにつれ、射出成形は生産における優位性の一部を失うことになりつつあります。

生産ブロックの新参者である 3D プリンティングは、エキサイティングでキュートな出会いとなる可能性があります。新しい形状、複雑な形状、高価値/少量生産、すべてがますます厳格化する基準に従って層ごとに構築されます。 19 世紀以来考案され、最新の特許は 1980 年代に遡りますが、3D プリンティングは製造を最初の層から再考します。 より多くの監視、標準、検証により、テクノロジーは実稼働世界にさらに移行し、ついに初期の誇張された約束が実現し始めています。