部品の軽量化とは？課題と対策・製品を解説

「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.54では、SLS方式3Dプリンタ「Fuse 1 +30W」の新材料「ナイロン11CF」を使ってテストピースを造形し、その寸法再現性を調べてみました。

軽量でありながらも優れた強度や耐熱性を実現できる炭素繊維強化樹脂は業界を問わず様々な用途で活用されており、3Dプリンタ業界でも広がっています。

そんな中、Formlabs社より、SLS方式3Dプリンタ「Fuse 1 +30W」の新材料として炭素繊維強化材料「ナイロン11CF」が発表されました。

そこで早速、入荷時の検品で使用しているテストピースを造形してみました。

「他の材料との違いはあるの？」
「どれくらいの寸法を再現できるの？」

など、ナイロン11CFについての疑問や気になるポイントを、
画像や測定結果とともに解説しています。

※下記ボタンより資料をダウンロード頂けます。

「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.59では「2CREATE」で異なる金属を組み合わせてモデルを造形してみました。

小型金属プリンタは取回しが良く、材料交換しやすいのが良いところ。
これなら材料を途中で変更するなんてことができるかも！
違う種類同士がくっついた状態の金属を作れるなんて興味ありませんか？

ということでプリントの合間に材料変更を行い
２種の素材からできるモデルを一体造形してみました！

2CREATEの材料選択の柔軟性と
金属粉末をレーザーで焼結しながら造形する
3Dプリンタの特徴を活かした初の試みです。

「金属プリンタの材料交換は時間かかるんじゃないの？」
「3Dプリントで金属を合わせるようなことができるの？」

など材料変更の流れやモデルの仕上がりについて気になる点を実際の画像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。

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。

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。

当社は、3Dプリントの多種多様な課題を解決するために設計から製作まで
短納期で対応します。

設計モデリングでは、3Dプリンタでの製作を踏まえて、3Dスキャンからの
モデリング、設計が可能。

部品形状　位置の最適化設計により限界まで軽量化が可能で、試作品、少量量産品、治具製作を短納期・高品質で行います。

★複数社とのコラボレーションにより金属も含む広範な材料、サイズの３Dプリントのご提供が可能。

【特長】
■1. 設計・モデリングサービス
　好適設計の提案が可能
■2. 解析サービス
　部品形状　位置の最適化設計により限界まで軽量化が可能
■3. 部品製作サービス
　試作品、少量量産品、治具製作を短納期・高品質で実施

※詳しくは関連リンクページをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。