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形状確認のための試作なら3Dプリンタがオススメ

「まずは形状を確認したい」という場合には、3Dプリンタによる試作をお薦めしています。

 

3Dプリンタのメリット

・「金型不要」

3Dプリンタの最大のメリットは、金型を起工する必要がなく、1個から製作できることです。射出成形などの成形方法では、どうしても最初に数十万円から数百万円をかけて金型を起工する必要があります。成形品1万個という量産であれば、仮に金型に200万円かかったとしても、成形品1個あたりの金型費は200 円程度ですが、「まずは形状確認のために1個欲しい」という場合に数十万円から数百万円をかけるのは非現実的です。

・「複雑な形状でも造形可能」

3Dプリンタでは、切削や射出成形では不可能な構造の成形品も造形可能です。中が空洞になっている中空構造や二重構造は3Dプリンタでしか造形することが出来ません。

 

3Dプリンタの種類

3Dプリンタと一言で言っても、利用する材料や成形方法によって「FDM方式」、「紫外線硬化インクジェット方式」、「石膏インクジェット方式」、「粉末焼結方式」などいくつかの種類があります。

・「FDM方式(Fused Deposition Modeling/熱溶解積層方式)」

フィラメントと呼ばれるヒモ状に加工された樹脂を熱で溶かし、形状の断面に合わせて一筆書きのように押し出して1層ずつ成形する方式です。材料としてよく用いられるのはABS、PC、PC/ABSで、着色された材料を用いてカラフルな試作品を作ることも可能です。皆さんがイメージする安価な3Dプリンタは、このFDM方式が多いようです。難点としては、積層ピッチが大きく、どうしても縦軸層にギザギザとした段差が生じてしまいます。

・「紫外線硬化インクジェット方式」

インクジェットプリンタのようにプリンタヘッドから紫外線で硬化するアクリル系樹脂を射出し、紫外線で固めて積層する方式です。積層ピッチが小さく、高精細な試作品を造形できます。難点としては、アクリル系の材料なので成形品の耐久性が弱いことです。コストパフォーマンスも良く、弊社の取引先の製造業の研究開発の現場で用いられるのはこの形式が多いように思います。

・「石膏インクジェット方式」

インクジェットプリンタのようにプリンタヘッドから石膏と結合剤を射出し、積層していく方式です。色のついた結合剤を複数用いることで、フルカラーの造形も可能で、造形速度も比較的早いことが特徴です。

・「粉末焼結積層方式」

粉末状の樹脂や金属にレーザーを照射して焼結させ、積層していく方式です。ナイロン樹脂や金属など耐熱性や強度のある材料を使用できます。難点はコストです。造形マシン自体の価格は数千万円と高く、使用するは熟練を要します。紫外線硬化インクジェット方式と比較して高価ですが、耐熱性の求められるエンジン回りの部品の試作や強度を求められる部品の試作によく用いられています。

 

3Dプリンタでのデメリット

上記のように3Dプリンタの種類はいくつかあり、材料の選択肢も複数ありますが、共通する課題が2つあります。一つは数量、もう一つは再現性です。

・数量について

3Dプリンタは、1個だけ作るのであれば安価ですが、金型を作らず1個ずつ造形するという特性上、複数個作る為には時間とコストが必要です。同時に造形してコストダウンを図る方法もありますが、射出成形のように同じ形状のものを複数個作るから安くなるというわけではありません。

・量産の再現性

実際の量産品と素材や製造方法が違うという問題です。プラスチック製品の量産は射出成形で作られることが多いです。3DプリンタはABSやPC、ナイロンなどの材料の選択肢は複数ありますが、ABSを使って造形したからといって射出成形のABSの量産品と同じ機械的特性をもつわけではありません。

3Dプリンタによる試作は、あくまで数個程度の形状確認にとどめた方が無難です。

 

PlaQuickでは、量産と同じ材料で試作ができる【試作アルミ型での射出成形】のご提案をしております。アルミ型を起工するため、数量は500ヶ以上可能となります。納期も最短5日からで、鉄型を起工するよりも遥かに安価です。

 

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