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高強度・高耐久性部品とは？課題と対策・製品を解説

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粉末焼結積層造形方式における高強度・高耐久性部品とは？

粉末焼結積層造形（SLS）方式は、レーザーや熱源を用いて粉末状の材料を一層ずつ選択的に焼結・融解させて積層し、三次元形状を造形する技術です。この方式で製造される高強度・高耐久性部品は、従来の製造方法では困難な複雑形状や軽量化を実現しつつ、高い機械的強度と長期的な耐久性を両立させることを目指しています。航空宇宙、自動車、医療、産業機器など、高い信頼性が求められる分野での活用が期待されています。

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積層造形の専門設計（DfAM）コンサルティング

大昭産業株式会社

『積層造形の専門設計（DfAM）コンサルティング』は、高性能/軽量化 3Dプリンティング製品用の、設計及びエンジニアリングサービスです。積層造形の強みである自由度の高い設計を積極的に活用。好適設計技術を活用して、部品の重量を減らし剛性を高めます。様々な3次元構造体（LATTICE）を利用して熱伝達効率を向上させ、さらに工程の失敗を減らし、出力品質を上げることができるように再設計します。【特長】 ■積層造形の強みである自由度の高い設計を積極的に活用 ■好適設計技術を活用して、部品の重量を減らし剛性を高める ■複数部品を一体化し、生産サイクルを短縮 ■様々な3次元構造体（LATTICE）を利用して熱伝達効率を向上 ■工程の失敗を減らし、出力品質を上げることができるように再設計 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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無料ウェビナー参加受付中！『formnext 2023 報告会』

三菱商事テクノス株式会社

2023年11月にドイツ(フランクフルト)で開催された世界最大の３Dプリンタの展示会"formnext2023"。三菱商事テクノスは現地視察してまいりましたので、現地に行けた方も行けなかった方も、ぜひこの機会に三菱商事テクノスによるレポートをお聞きください。最新の3Dプリンター技術、論文発表された新しい造形技術等のご案内をいたします。【ウェビナー概要】開催日時：2023年12月20日(水) 16：00～16:30 1.三菱商事テクノスが見たformnext 2023 2.GEアディティブ最新技術・発表内容 ※競合他社様はご視聴をご遠慮頂けますようお願い申し上げます。

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【製品形状検討事例】アームのジェネレーティブデザイン解析

川重テクノロジー株式会社

既定の応力・変位を満たしながら、重量が小さくなる形状を作成した事例をご紹介します。解析ソフトは「Fusion360」を使用。初期形状で保持形状と材料配置不可の障害物範囲を設定し、シミュレーションにより既存の応力を満足し、重量が最も小さくなる材料配置を決定しました。生成した形状を金属３Dプリンターで実際に造形することも可能です。【事例概要】 ■解析ソフト：Fusion360 ■解析種別：最適化解析 ■目的：設計検討、軽量化、制約条件、設計変数 ※詳しくは、お気軽にお問い合わせ下さい。

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金属3Dプリンター『HBD 1000』

株式会社SK Additive Innovation

『HBD 1000』は、粉末床溶融結合方式の金属3Dプリンターです。 4本のレーザー照射により、大型で高品質な出力が可能で、航空宇宙産業、自動車部品製造などに使用。また、閉鎖型自動粉体循環システム、独立した長期多段精製システム、高度な後処理装置などを搭載し、1週間以上かかる出力も連続で稼働し続けることが可能です。【特長】 ■大型生産に好適 ■連続生産にも対応 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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みたれぽ[27] ナイロン(PA)はどこまでの重量に耐えられる？

株式会社システムクリエイト

「みたれぽ」は、“こんなコトやってみた！”をコンセプトに、様々な製品を使用してどんなことができるかをご紹介していくシリーズです。システムクリエイトが取り扱う幅広い製品ジャンルから、毎回ちょっとしたお役立ち情報をお届けします。 Vol.27のテーマは「粉末焼結造形3Dプリンタ用材料ナイロン(PA)樹脂は、どれくらいの重量に耐えられるのか？」今回は、粉末焼結方式の3Dプリンタ「Fuse 1」の粉末材料「ナイロン(PA)」でオリジナル設計のフックを造形し、重量物を吊り上げ、何kgまで破壊されずに耐えられるか？を実験してみました。しかし物性特性表の引張強度を確認すると一般的なPLAの数値と比べても大差無い数値に思えます。　「ナイロン12(PA)が強いといっても90kgは無理じゃない？」　「物性特性表の数値ならそんなに強いとは思えないけど？」など、強度が必要なモデル製作で気になる“実際の強さ”に関して、検証の様子や結果の写真、技術担当者のコメントとともに解説いたします。驚きの結果を是非ご覧下さい！ ※下記ボタンより資料をダウンロード頂けます。

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Webセミナー（ウェビナー）を2022年6月16日（木）に開催

大塚化学株式会社

この度、大塚化学では『3Dプリンティング技術のロボット産業への展開』をテーマにした無料Webセミナーを開催いたします。スピーカーには、日本大学　入江教授、東京工業大学　遠藤教授をお招きし、「3Dプリンティング技術を利用したロボット研究に関する最新トピックス」をご講演いただきます。当日は質疑応答の時間もご用意しております。皆様からの多数のご参加を心よりお待ちしております。【ウェビナーの概要】 ■日時：2022年6月16日（木）13時00分～14時30分　終了予定 ■テーマ：3Dプリンティング技術のロボット産業への展開 ■ウェビナーツール：zoom ■参加費：無料 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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Markforgedインダストリアル３Dプリンタ　”X7”

マークフォージド・ジャパン株式会社

今までの３Dプリンタの常識をくつがえす、連続カーボンファイバーなどの長繊維ファイバーで強化された樹脂パーツは6061 T6アルミ並みの強度を持ちます。標準マテリアルのOnyxは、 ABSより20%強く、40%堅牢。高耐熱(熱変形温度=145°C)　耐薬品性もあり、さらに収縮がほとんどないため、 3Dプリント特有の反りも軽減されます。またプリントヘッド内蔵レーザにより、造形中のパーツを1ミクロン精度で計測し、寸法交差などを確認できます（パーツ内部の計測）。

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製造現場での【SLS方式3Dプリンタ】の活用法

株式会社エフ・アイ・ティ

生産設備の設計製作をメイン事業とする弊社が、Formlabsの3Dプリンタを導入したのが2022年のこと。 2024年にはFormlabsの販売パートナーとなりました。ユーザーとして3Dプリンタ[Fuse 1+ 30W]を使い続けているからこそ分かる・生産設備に3Dプリント品を組み込む方法・3Dプリンタ導入による納期、コスト削減・3Dプリント前提のデザインを考えることこれらをお伝えし、3Dプリンタを御社でどのように活用するか、ユーザー目線でご提案いたします。「3Dプリンタは気になるけど、パーツの強度や精度が心配…」「導入しているけど、治具を作る以外の活用ができていない…」そんなお悩みがある方はぜひ一度ご連絡ください。 https://form.3fit.net/ ※株式会社エフ・アイ・ティはFormlabs製品の正規販売代理店です。

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【 AM-Studio 】金属積層造形機専用ソフトウェア

株式会社NTTデータザムテクノロジーズ

※お問い合わせ、カタログのダウンロードは、こちらよりお願いいたします。　当社ホームページにて、より詳細な情報をご覧いただけます。　資料請求：https://www.nttdata-xam.com/document/ 　お問い合わせ：https://www.nttdata-xam.com/contact/ 「AM-Studio」は、金属積層造形に特化したサポート及びプロセス設計のソフトウェアです。パーツのオリエンテーションをはじめとして、パーツへの適切なサポート設計、レーザー照射パラメータなどの造形データの作成が行えます。操作性が非常に優れているため、直感的に操作が可能です。

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『金属3Dプリンターによる問題解決事例』※資料進呈

日本積層造形株式会社

本資料では、チタン合金を使った治工具の造形例と、自動車部品のリバースエンジニアリング事例をご紹介しています。金型が不要で複雑な形状が造形できる金属3Dプリンター。廃棄する材料が少なく、材料コストが抑えられるため、従来は使わなかった（使えなかった）高機能な材料による軽量化・強度アップも実現できます。金属3Dプリンターの特長を活かした問題解決事例をご紹介します。【こんなお悩みをお持ちの方におススメです】 ■製造ラインで使っている治工具を軽量化したい ■治工具の交換頻度が高くて困っている ■コストを抑えつつ、より高機能な材料を使用したい ■図面データがない部品を短期間で製造したい ※本資料は「PDFダウンロード」よりご覧いただけます。　お気軽にお問い合わせください。

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【金属3Dプリンター活用事例】リバースエンジニアリング

日本積層造形株式会社

金属3Dプリンターを活用することで、既に製造を中止している部品や、図面がない部品を金型レス・設備レスでリバースエンジニアリングすることが可能です。【具体的な手順】 1. 既存の部品を非接触3Dスキャナーで測定 2. 取得したスキャンデータから3Dデータを作成・補正 3. 最適な3Dプリンターを選定し、造形条件を設定して製作 4. 仕上げ加工（必要な部分の研磨/ネジ切り等）当社では、実際に昭和20年～30年代に製造された路面電車のある部品を金属3Dプリンターによりリバースエンジニアリングし、ベンチテスト→運航試験をクリア。現車に搭載して運行しております。また、金属3Dプリンターならではの積層造形技術により、材質を鋳鉄からチタン合金に変更することで約40%の軽量化に成功。「強度」についても気になる方は是非資料をダウンロード下さい。【金属3Dプリンターを活用したリバースエンジニアリング適用例】 ■路面電車 ■クラシックカー ■各種補用品・補給品 ■金型やダイカストの破棄された機械部品など

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金属3Dプリンタ『XactMetal』

株式会社システムクリエイト

XactMetalは、小型金属パーツ向けのPBF方式の金属3Dプリンタです。研究・少量生産に最適です。 [特徴] ■圧倒的スピード効率標準装備のガルバノメータは、最大20.7 m / 秒。ガルバノミラーの高速動作による反射でレーザ照射位置を制御し、1時間あたり最大9㎤の造形を行うことができます。また、ガルバノレーザはオプションにて２基搭載することができ、同時照射を行うことでさらに効率よく造形していただくことが可能です。 ■オープンマテリアルパラメータで柔軟プリントレーザ出力や速度、ベッド温度などをリアルタイムで調節することができるオープンパラメータ方式を採用しています。すべての基本機能にアクセスし、カスタム材料の露光パラメータを開発することが可能です。 ■幅広い材料に対応ステンレス、工具鋼、超合金、銅、チタン、アルミニウムなど、メーカー推奨材料はもちろんのこと、オープンパラメータに対応しており、市場で流通する金属粉末材料や、自社開発のオリジナル材料もご活用いただけます。 ※詳細はカタログ請求いただくか、下記ダウンロードボタンよりPDFデータをご覧ください。

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みたれぽ[24] ナイロン(PA)はどこまで高温に耐えられる？

株式会社システムクリエイト

「みたれぽ」は、“こんなコトやってみた！”をコンセプトに、様々な製品を使用してどんなことができるかをご紹介していくシリーズです。システムクリエイトが取り扱う幅広い製品ジャンルから、毎回ちょっとしたお役立ち情報をお届けします。 Vol.24のテーマは「粉末焼結造形3Dプリンタ用材料ナイロン(PA)樹脂は、どれくらいの高温に耐えられるか？」今回は、粉末焼結方式の3Dプリンタ「Fuse 1」の粉末材料「ナイロン(PA)」で厚みの異なるプレートを造形し、どれくらいの高温に耐えられるのかを試してみました。資料では肉厚による変形の違いや、一定時間加熱し、何度で柔らかくなるのか？など、実際に曲げてみて変形が発生するのかを検証してまいります。　「ナイロン(PA)ってそんなに耐熱性に優れているの？」　「物性特性表を見ても実際の耐熱性は判りにくい！」など、耐熱モデル製作に関する気になる“実際に使用できる温度”に関して、作業の様子や結果の写真、技術担当者のコメントとともに解説いたします！ ※下記ボタンより資料をダウンロード頂けます。

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金属3Dプリンター『HBD-200』

株式会社SK Additive Innovation

『HBD-200』は、装置の安全性や、正確で安定した出力と効率的な動作を実現した粉末床溶融結合方式の金属3Dプリンターです。大気の効率的なろ過システムによりフィルターの製品寿命は 1200時間を超えており、長い連続生産にも対応。また、人間工学に基づき、最低限のプロセスかつ短時間で操作ができ、より効率的な作業ができる様に設計されています。【特長】 ■安定性と効率性 ■高パフォーマンス ■材料の多様性 ■金属出力のために考え抜かれた安全な設備 ■ユーザーフレンドリーな設計 ■使いやすいソフトウェア ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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【資料】シミュレーションによる高品質で再現性の高い積層造形の実現

ダッソー・システムズ株式会社

ダッソー・システムズは、3DEXPERIENCE プラットフォームによる積層造形(アディティブ・マニュファクチャリング)のためのエンドツーエンド・ソリューションをご提供しています。当資料では、そのフローにおけるシミュレーションの役割に焦点を当て、構造解析で積層造形された部品の残留ひずみを正確に予測する方法を紹介いたします。参考になる一冊ですので、ぜひご一読ください。【掲載内容】 ■はじめに ■ダッソー・システムズのAMシミュレーション・ソリューション ■実験による検証 ■まとめ ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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金属3Dプリンタ【AconityMINI】

株式会社エイチ・ティー・エル

AconityMINI（ミニ）は、Aconity3D社のエントリー・レベルのラボ用システムです。ビルド・スペースは標準のΦ140mmから、Φ55mmにリダクション(縮小)が可能で、関連するすべてのプロセス・パラメータに完全にアクセスできるこのシステムは、効率的な材料研究のために設計されています。さらに、このシステムでは、顧客の最大の利益を満たすために、オプションである予熱加熱機能、プロセス監視機能、レーザ出力を選択して装置構成を自由に決定することができます。すべてのAconity3D社装置と同様に、AconityMINI装置には制御ソフトウェアAconitySTUDIOソフトウェアが装備されており、関連するすべてのプロセス・パラメータとマシン・コンポーネントにAconity3D社サービス・エンジニアがリモート・アクセスでき、お客様をタイムリーにサポートすることができます。

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DfAM　制作サービス

Primal Design .Labo合同会社

当社では、3Dプリンターならではの設計手法『DfAM』でデータの制作・修復・編集をご提供しております。音響メタマテリアル、メカニカルマテリアルなど、光学自然界の物質には無い振る舞いをする人工物（構造体）の設計が可能。また、コンピューターシミュレーションや自然界の進化による最適化手法を提案し、強度の向上や不良品率低下など様々なメリットをもたらします。ご要望の際は、お気軽にご相談ください。【ラインアップ】 ■冷却部品の水管設計 ■金型の水管設計 ■音響メタマテリアル ■メカニカルメタマテリアル ■ジェネレーティブデザイン　など ※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問合せください。

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みたれぽ[92]金属プリントモデルの寸法精度を調べてみた！

株式会社システムクリエイト

「みたれぽ」は、“こんなコトやってみた！”をコンセプトに、様々な製品を使用してどんなことができるかをご紹介していくシリーズです。システムクリエイトが取り扱う幅広い製品ジャンルから、毎回ちょっとしたお役立ち情報をお届けします。 Vol.92では、新登場の金属3Dプリンタ「Xact Metal(エグザクトメタル)」の寸法精度を調べてみました。金属3Dプリンタのラインアップに「Xact Metal」が仲間入りしました！低価格で提供することを目的に開発され、造形スピードだけでなく品質にも妥協しない最新プリンタです。標準搭載のガルバノレーザで金属粉末を溶融・積層しながらモデルを形作っていくわけですが…はたして、プリントデータをどれほど忠実に再現できるのでしょうか？そこで今回は実際にテスト造形を行い、できたモデルの仕上がりや寸法精度を調べてみました！「金属3Dプリントってどんな風にできるの？」「造形物の品質は？」といった気になるポイントを金属造形の準備から後処理までの一連の画像や測定結果と共に解説いたします。 ※下記ボタンより資料をダウンロード頂けます。

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ガスマネージメントシステム

株式会社ケー・ブラッシュ商会

●特　徴ガスフロー配管は全てステンレススチール製フィッティングは全てステンレススチールカラータッチスクリーンHMI ガス精製装置　1ppm以下の酸素・水分濃度自動カラムバルブロータリーベーン真空ポンプ可変循環システム自動再生自動圧力制御自動カラムバルブ調整保存棚レベル調整キャスター

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SLS方式3Dプリンター『Fuse 1』

Yokoito Additive Manufacturing

『Fuse 1』は、パウダー材料をレーザーで焼き固めることにより機能的かつ頑丈なプロトタイプから最終プロダクトまでの造形を可能にする 3Dプリンティング技術「SLS方式」の3Dプリンターです。サポート材を必要とせず、パーツを統合した一体部品や可動部品などの複雑な形状の造形が一度で可能です。【特長】 ■サポート材なしで、複雑なデザインの造形が可能 ■"Surface Armor テクノロジー"を搭載 ■シンプルなソフトウェア ■連続プリントを可能にする設計 ※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

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3Dスキャナ・3Dプリンタを活用した造形サービス

有限会社西口ベンダー工業

西口ベンダー工業では、新しいカーボン3Dプリンター「MARKFORGED X7」を使用することで、従来の3Dプリンタより高精度・高精細・高強度な造型が可能になりました。また、多用途を実現する高精度でスキャン可能なポータブル3Dスキャナ「HandySCAN BLACK | Elite」を合わせて活用することにより、より精密な生産治具の製作や、ドローンのカバー等カスタムパーツ・最終製品の製作等、これまで製作不可だった造形物を製作することができます。 3Dスキャンを使用した、製品の測定のみのご依頼も承っています。詳細はお気軽にお問い合わせください。【特長】 ■樹脂のみでは強度が足りず、金属では成形が難しい製品の造形が可能 ■3Dスキャナで既存部品を測定し、改良したものを造形することができる ■3Dスキャナと3Dプリンタを合わせて使用することで、多彩な造形が可能 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

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『金属3Dプリンターを活かした設計見直し支援サービス』

日本積層造形株式会社

日本積層造形では、東京アールアンドデー社との協力により、『金属3Dプリンターを活かした設計見直し支援サービス』を提供しています。複雑形状を一体造形できる金属3Dプリンターでの製造を前提として設計する「DfAM（Design for Additive Manufacturing）」により、分野・業界を問わず「ものづくりの付加価値向上」に貢献。現時点で具体的な設計案が無くても、様々なアイデアをご提供可能です。ぜひお気軽にご相談ください。【「DfAM」を取り入れるメリットの例】 ■長寿命化：切削では困難な形状の金型内部流路を実現し、冷却機能を向上 ■高強度化：複雑形状の焼入れ用コイルを一体造形し、ロウ付けが不要に ■生産性向上：治具の材質・設計を見直すことで軽量化し作業性・生産性を改善 ■軽量化：トポロジー最適化により、自動車部品の大幅な軽量化と剛性増加を実現 ■カスタマイズ：インプラントなど、異なる仕様の製品を1度にまとめてリーズナブルに造形可能 ■排熱性向上：金属3Dプリンターならではの複雑形状で自動車部品の排熱性を改善 ※詳しくはPDF資料をご覧ください。

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粉末焼結積層造形方式における高強度・高耐久性部品

粉末焼結積層造形方式における高強度・高耐久性部品とは？

課題

材料特性の限界

現行の粉末材料では、特定の高強度・高耐久性要求を満たすための物性値（引張強度、耐熱性、耐薬品性など）に限界がある場合がある。

後処理工程の複雑化

高強度・高耐久性を得るために必要な焼結後の熱処理や表面処理が複雑で、時間とコストがかかる。

造形精度と物性の両立

高強度・高耐久性を追求すると、造形時の収縮や歪みが発生しやすく、寸法精度や表面品質の維持が困難になることがある。

コストパフォーマンス

高機能な材料や高度な後処理を必要とするため、従来の製造方法と比較してコストが高くなり、量産化の障壁となる場合がある。

対策

新規材料開発と配合最適化

高強度・高耐久性に優れた新規粉末材料の開発や、既存材料の配合比率を最適化し、要求される物性を満たす。

プロセスパラメータの最適化

焼結温度、レーザー出力、造形速度などのプロセスパラメータを精密に制御し、材料の特性を最大限に引き出す。

高度な後処理技術の導入

熱処理、表面改質、複合材料化などの高度な後処理技術を適用し、部品の強度、耐久性、機能性を向上させる。

設計・解析ツールの活用

構造解析シミュレーションなどを活用し、部品設計段階から強度や耐久性を考慮し、材料使用量を最適化する。

対策に役立つ製品例

高性能複合材料粉末

炭素繊維やセラミック粒子などを複合化した粉末材料は、従来の金属粉末では得られない高い強度と軽量性を実現し、SLS方式での造形に適している。

精密熱処理装置

造形後の部品に対して、均一かつ精密な熱処理を行うことで、内部応力を除去し、材料本来の強度と耐久性を最大限に引き出す。

表面改質コーティング剤

造形された部品の表面に、耐摩耗性、耐食性、耐熱性などを向上させる特殊なコーティングを施すことで、耐久性を飛躍的に向上させる。

構造最適化設計ソフトウェア

トポロジー最適化などの機能を持つソフトウェアは、必要な強度を保ちつつ、無駄な材料を削減した軽量かつ高強度な部品設計を可能にする。

⭐今週のピックアップ

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高強度・高耐久性部品とは？課題と対策・製品を解説

インクジェット粉末積層方式

インクジェット方式

光造形方式

熱溶解積層方式

粉末焼結積層造形方式

粉末焼結積層造形方式における高強度・高耐久性部品とは？

各社の製品

粉末焼結積層造形方式における高強度・高耐久性部品

粉末焼結積層造形方式における高強度・高耐久性部品とは？

​課題

材料特性の限界

後処理工程の複雑化

造形精度と物性の両立

コストパフォーマンス

​対策

新規材料開発と配合最適化

プロセスパラメータの最適化

高度な後処理技術の導入

設計・解析ツールの活用

​対策に役立つ製品例

高性能複合材料粉末

精密熱処理装置

表面改質コーティング剤

構造最適化設計ソフトウェア

課題

対策

対策に役立つ製品例