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Apr 05, 2023

積層造形: 金属、プラスチック、セラミックの 3D プリント部品用の機械とシステム

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Formnext 2022 では、AIM3D は 2 つの主要なハイライトに関する情報を提供します。 一方では、レイヤーベースの 3D コンポーネントの強度特性を持続的に改善するための新しい Voxelfill プロセス、そして他方では、Exam 510 の市場投入です。

すべての 3D プリンティング プロセスは、機械的特性、時間要因、費用対効果の点で、鋳造やフライス加工などの従来の製造戦略と競合します。 また、代替の 3D プリンティング技術と競合しています。 技術的課題: 現在、ポリマーのレイヤーベースの 3D 構築プロセスは、不均一な構造特性を示すことがよくあります。 AIM3D は、特許出願中の Voxelfill プロセスにより、コンポーネント内で定義された選択的な密度を達成することで、不均一な強度の問題を克服する新境地を開拓しています。

Voxelfill アプローチでは、コンポーネントはレイヤー (つまり 2.5D) 内でのみ作成されるのではなく、いわゆるボクセルをボリューム領域として使用することにより、レイヤー間充填を利用します。 これを行うには、まずコンポーネントの輪郭が、押出材料の 1 つまたは複数のウェブを使用して基本構造として通常どおり作成されます。 コンポーネント内に格子パターンが作成され、キャビティと同様に、充填するボリューム要素の境界を定義します。 充填されるボクセルのこの構造は、蜂の巣の蜂の巣に似ています。

Voxelfill 戦略は、次の 2 つのプロセス段階で構成されています。

1. 格子構造の生成: CEM システムは、体積要素の定義された高さまでこの構造を繰り返します。その後、この時点で、押出機で熱可塑性材料を射出することによって、以前に作成されたキャビティ (ボクセル) が充填されます。

2. ボクセルの充填フェーズ: この 3D プリンティング戦略の 2 番目の、さらに重要なコンポーネントが展開されます。ボリューム領域が充填されるとき、これには 1 つの平面内のすべてのボクセルを充填することは含まれません。 これにより、再び「継ぎ目」面に直接 Z 方向の脆弱性が生じます。 ボリューム要素をボクセルの中ほどに移動すると、コンポーネント内に一種の「レンガのような結合」が作成され、降伏線がオフセットされます。 これにより、強度が大幅に向上し、Z 方向のコンポーネントの弾性も向上します。 さらに、導入された体積要素により、完全に充填されたコンポーネントの印刷時間が大幅に短縮され、CEM プロセスの費用対効果が大幅に向上します。

Formnext 2022 では、AIM3D の新しい Exam 510 顆粒プリンターも発売されます。 ロストックに拠点を置くこの企業は、わずか 1 年半でこの大規模な CEM システムをベータ段階まで開発しました。 ベータ段階のユーザーには、ZF フリードリヒスハーフェン、シェフラー、クラウスタール工科大学などが含まれます。 新しい試験 510 は、より広い造形領域、より高い精度、および加速された造形速度を提供します。

Exam 510 プリンタは、最大 3 つの材料を連続して印刷できる積層造形用のマルチマテリアル プリンタです。 構築面積が 510 x 510 x 400 mm3 に拡大したことで、さまざまな用途が可能になりました。 コンポーネント内の応力を軽減し、高性能材料を加工するために、ビルドエリアは最大 200 °C まで加熱できます。 造形速度または印刷速度の大幅な向上は、もちろん使用する材料によって異なり、250 cm3/h (0.4 mm ノズル使用時) に達する場合もあります。 この押出機クラスでは、市販のフィラメント押出機よりも最大 10 倍高い押出速度が可能になります。 Exam 510 の特別な魅力は、展開できるマテリアルによって明らかになります。 AIM3D は、高温プラスチックの使用のために特別に設計された加熱可能なプロセス チャンバーをシステムに装備しています。 これにより、繊維充填の有無にかかわらず、PEEK、PEI、PSU、PPS などの高温プラスチックの処理も可能になります。

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