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May 28, 2023

AM 後処理

La produzione additiva (AM) ha rivoluzionato l’industria manifatturiera

積層造形 (AM) は、比類のない設計の自由度、材料効率、および迅速な生産時間を提供することで、製造業界の変革をもたらしてきました。 これらの利点にもかかわらず、後処理は依然として AM 部品の望ましい表面仕上げ、精度、機能を確保する上で重要な側面です。 さまざまな後処理テクノロジが利用できるため、その機能と制限を理解することが重要です。 この記事では、さまざまな後処理テクノロジーのベンチマークを行い、大量仕上げテクノロジーが最適で最も効率的なソリューションである理由を説明します。

概要

後処理には、印刷部品の表面品質、寸法精度、機械的特性を改善するためのさまざまな技術が含まれます。 一般的な後処理テクノロジーは 4 つあります。 CNC加工; 化学仕上げ。 および大量仕上げ技術

手仕上げ:手仕上げは、所望の表面仕上げを達成するために手動でサンディング、研削、研磨を行う伝統的な AM 後処理方法です。 手仕上げの主な利点には、自動化された方法では達成するのが難しい正確なカスタム仕上げを実現できること、および部品のエラーや欠陥を迅速に特定して修正できることが含まれます。 ただし、手作業による仕上げには時間と労力がかかり、コストの増加と効率の低下につながる可能性があります。 さらに、仕上がりの一貫性は、オペレーターのスキルと経験に応じて、部品ごとに異なる場合があります。 そのため、手作業による仕上げは、精度が重要な小規模プロジェクトやカスタム プロジェクトには適していますが、大規模生産や大量生産には、時間と労力が必要なため理想的ではない可能性があります。

CNC加工： CNC 加工は、AM 部品の後処理方法として使用できるサブトラクティブ製造プロセスです。 CNC 加工の主な利点には、複雑な形状であっても高い精度と精度を達成できることが含まれます。 CNC マシンは高度にカスタマイズ可能で、金属、プラスチック、セラミックなどの幅広い材料に対応できます。 さらに、CNC 加工を自動化できるため、人件費が削減され、生産効率が向上します。 ただし、AM 部品の後処理方法として CNC 機械加工を使用することには、いくつかの欠点もあります。 主な欠点の 1 つは、機器とセットアップのコストが高いことであり、これが一部のメーカーにとって参入障壁となる可能性があります。 さらに、CNC 機械加工は、複雑な内部特徴や細かいディテールを持つ部品には適さない場合があります。

化学仕上げ:化学仕上げは、AM 部品を化学溶液で処理して部品の表面仕上げや特性を変える後処理方法です。 化学仕上げの主な利点には、複雑な形状にわたって正確かつ均一な仕上げを実現できること、および耐食性や生体適合性などの部品の材料特性を変更できることが含まれます。 ただし、AM 部品の後処理方法として化学仕上げを使用することにはいくつかの欠点もあります。その中で重要なのは、化学仕上げの有効性が部品の材質や使用される特定の化学薬品などの要因に依存する可能性があることです。そのため、さまざまな部品やアプリケーションにわたって一貫した結果を達成することが困難になります。 さらに、化学仕上げは、正確な公差が必要な部品や複雑な内部特徴を持つ部品には適さない場合があります。これは、化学溶液がこれらの領域に浸透または到達できない可能性があるためです。 全体として、化学仕上げは積層造形部品にとって効果的でコスト効率の高い後処理方法となり得ますが、このアプローチの潜在的な欠点と制限については慎重に考慮する必要があります。

大量仕上げ技術:振動仕上げや遠心仕上げなどの大量仕上げ技術では、研磨媒体と機械エネルギーを利用して、印刷された部品を滑らかに磨きます。 これらのプロセスは拡張性が高く、大量の部品を同時に処理できます。 また、多用途であり、さまざまな材料や部品形状に対応します。 さらに、大量仕上げ技術はコスト効率が高く、迅速で環境に優しいものです。

なぜ一括仕上げなのか?

大量仕上げ技術には他の後処理方法に比べていくつかの利点があり、AM 部品には好ましい選択肢となっています。

スケーラビリティ:スケーラビリティはいくつかの理由から重要です。 まず、一括仕上げでは一度に大量の部品を処理できるため、部品を個別に処理する場合に比べて仕上げに必要な時間と労力を大幅に削減できます。 これにより、全体的な効率が向上し、生産コストが削減されます。 また、一括仕上げでは、大量の部品のバッチにわたって一貫した仕上げ結果が保証されますが、これは手動または個別の仕上げ方法では達成することが困難です。 これは、部品が表面仕上げ、粗さ、その他の重要なパラメーターについて指定された要件を確実に満たすのに役立ちます。

大量の部品を同時に処理すると、各部品が同じ方法で同じ期間処理されるため、仕上げプロセスのばらつきを減らすのにも役立ちます。 これは、完成部品の欠陥や不一致のリスクを軽減するのに役立ちます。

一括仕上げのスケーラビリティにより、バッチ サイズが大きくなるにつれて部品あたりのコストが下がるため、大量の部品を仕上げる費用対効果の高い方法にもなります。 これは、大量の部品が必要な航空宇宙や自動車などの業界にとって特に重要です。

材質の互換性:大量仕上げ技術は、金属、ポリマー、セラミックなどの幅広い材料に対応します。 この多用途性により、メーカーはさまざまな AM アプリケーションに単一の後処理方法を使用できるようになり、生産プロセスが簡素化されます。 複数の材料に対して単一の後処理方法を使用することにより、メーカーは材料ごとに個別の装置やプロセスの必要性を減らすことができます。 これは、機器のコスト、スペース要件、メンテナンスの必要性を削減するのに役立ちます。

複数の材料に対して単一の後処理方法を使用することも、プロセスの制御と一貫性の向上に役立ちます。 メーカーは、さまざまな素材に適用できる標準化された仕上げプロセスを開発して、ばらつきを減らし、全体的な品質を向上させることができます。

さらに、単一の後処理方法を標準化することで、追加の機器の必要性が減り、セットアップ時間が短縮され、仕上げプロセスが合理化されるため、全体の効率が向上します。 これにより、メーカーは部品をより迅速かつ低コストで生産できるようになります。

大量仕上げ技術は、部品のさまざまな形状やサイズに適応できるため、さまざまな AM アプリケーションにとって汎用性の高い後処理方法となります。 これは、メーカーが材料、形状、サイズに関係なく、大量仕上げを使用して幅広い部品を仕上げることができることを意味します。

均一性と一貫性:大量仕上げ技術は、手の届きにくい領域であっても、複雑な部品形状全体にわたって均一な表面仕上げを実現できます。 この一貫性により、すべての部品が必要な仕様を満たしていることが保証され、製品の品質が向上し、追加の仕上げプロセスの必要性が軽減されます。

AM 部品は複雑な形状をしていることが多く、手の届きにくい領域があるため、従来の方法では仕上げるのが難しい場合があります。 ただし、一括仕上げ技術では、部品全体にわたって均一な表面仕上げを実現できます。 複雑な形状にわたって均一な表面仕上げを達成することは、製品の品質を確保するために重要です。 一貫した仕上げ結果を達成することにより、大量仕上げ技術は、すべての部品が表面仕上げ、粗さ、その他の重要なパラメータの要求仕様を確実に満たすのに役立ちます。

大量仕上げ技術は、複雑な形状であっても仕上げ結果のばらつきを軽減するのに役立ちます。 これにより、完成部品の欠陥や不一致のリスクが軽減され、全体的な品質が向上します。 複雑な形状にわたって一貫した表面仕上げを実現すると、手仕上げや二次機械加工などの追加の仕上げプロセスの必要性が減ります。 これにより、仕上げに必要な時間とコストが削減され、全体的な生産効率が向上します。

また、完成した部品の美観が向上し、見た目がより魅力的になります。 これは、最終製品に表示される消費者向けの製品や部品にとって特に重要です。

人件費の削減:大量仕上げ技術は大部分が自動化されたプロセスであり、手作業による介入が最小限に抑えられ、人件費と人的ミスの可能性が削減されます。 大量仕上げ技術の自動化により、機械が中断や中断なく継続的に動作できるため、効率も向上します。 これにより、仕上げに必要な時間とコストが削減され、全体的な生産効率が向上します。

大量仕上げ技術には、仕上げプロセスにおけるエラーや逸脱を検出して修正できるセンサーやフィードバック機構などの品質管理機能を組み込むこともできます。 これにより、人的エラーの可能性がさらに減り、製品全体の品質が向上します。

パートナーシップとコラボレーション

大量仕上げ後処理技術のサプライヤーを選択する際には、再現可能な最終結果を達成するために不可欠なプロセス開発と最適化の専門知識を備えたサプライヤーを見つけることが重要です。 専門エンジニアはクライアントと緊密に連携して、サイクルタイムを最適化し、無駄を最小限に抑え、望ましい表面仕上げと寸法精度を確保する、カスタマイズされた後処理ソリューションを開発できる必要があります。

サプライヤーはまた、優れた顧客サポートの提供に重点を置くとともに、機器の設置、トレーニング、メンテナンス、トラブルシューティングなどの幅広いサービスを提供する必要もあります。 このような顧客満足への取り組みにより、クライアントは継続的なサポートと専門知識を選択したサプライヤーに頼ることができます。

選択したサプライヤーは、広範囲の大量仕上げ技術にわたる専門知識も備えている必要があります。 製品とサービスの包括的なポートフォリオを提供することで、サプライヤーは顧客の多様な後処理ニーズに効果的に対応できるワンストップショップとなります。

また、選択した大量仕上げ後処理技術サプライヤーが、特に AM 用途のニーズに合わせた幅広い研磨媒体と仕上げ用コンパウンドを提供している場合にも有利です。 サプライヤーは、さまざまな材料や部品形状の固有の特性を理解することで、部品の完全性を維持しながら最適な表面仕上げを実現するカスタマイズされた技術/メディア ソリューションを提供できる必要があります。

詳細については、www.solutions-for-am.com をご覧ください。

著者: Colin Spellacy は、Rösler UK の営業責任者です。 AM Solutions は、80 年以上にわたって表面仕上げの分野をリードする専門家である Rösler グループの一員です。

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