無限のデザインを実現する 3D プリント

Manufacture's Monthly では、さまざまな製造分野向けの大型部品の積層造形能力について CNC Design と対談しています。

CNC Design は最近、建設、航空宇宙、海洋、鉱業などのさまざまな業界向けの大型部品の 3D 製造ソリューションである VSF を通じて積層造形にも拡張しています。 これは、非常に大型のコンポーネントを製造する多くの業界に適しています。

CNC Design の付加技術開発マネージャーである John Croft は、1991 年に付加製造と初めて出会ったときのことを覚えています。スウィンバーン工科大学で FDM マシンがプラスチック部品を印刷するのを見て、彼はすぐにこう言いました。「これが製造業の未来だということがわかりますか?」 」 同氏は、この技術はポリマーだけに限定されないと述べたことを思い出した。

「FDM プリンタの造形面積は 250 立方体で、当時としては巨大でした」とクロフト氏は言います。 「多くの業界はこのマシンの機能を受け入れる準備ができておらず、価格が高すぎると述べました。 企業は、これはまだ黒魔術のようなものであり、普及しないだろうと信じていましたが、今や積層造形は数十億ドル規模の産業です。 業界は製造プロセスで添加剤がどのような影響を与えるかについて勢いを増し始めていますが、オーストラリアは依然として世界の大部分より10～15年遅れています。」

ほぼ 30 年後、クロフト氏は、仮想スマート ファクトリー (VSF) と CNC マシンを専門とするモーション コントロール ソリューションの専門会社である CNC Design での仕事を通じて、この技術の開発を続けています。 マネージング ディレクターの Bruce Rowley によって設立された CNC Design は、特に工作機械関連の CNC 改造会社として始まりました。 オーストラリア市場に新しいものをもたらした同社は、オーストラリアと東南アジアにおけるシーメンス工作機械製品の販売代理店となり、今でもビジネスに不可欠な部分を占めています。

Virtual Smart Factory (VSF) ガントリーベースのシステムは世界最大の 3D プリンタの 1 つであり、単一の機械で積層造形と 5 軸加工を組み合わせることができます。 CNC Design は、英国における特定のワックス印刷プロジェクトの要件に促されて、2017 年にこれらの機械の研究開発プロジェクトを開始しました。

「CNC Design では、これを新興テクノロジーおよび新興市場と見なしていました」とクロフト氏は説明しました。 「プラスチックや金属用の小型プリンターには多くのプレーヤーが参入していたので、ワックスから始めて、コンクリートや熱可塑性プラスチック用のプリンター技術を開発して、大規模な印刷に移行することにしました。」

現在、VSF は、コンクリートや熱可塑性複合材料で作られた大型コンポーネントを印刷できます。 CNC Design の 3D プリンタ機能の一例は、工具コストを大幅に削減しながら、炭素繊維と組み合わせた高温熱可塑性プラスチック (PEEK) を使用した真空金型の製造など、航空宇宙用途で使用されています。

VSFコンポジット

VSF Composite は、ABS、PC、HDPE、PEEK、およびカーボンファイバーまたはガラスファイバーで強化された複合材を含む幅広い熱可塑性樹脂を印刷できる、スクリュー駆動の押出ベースのシステムを使用しています。 CNC Design は、南半球最大の 3D プリンティング システムとなる最大の複合プリンターをクイーンズランド州のメーカー Zone RV に供給しています。 22×5×1.6メートルのこの車両は、クーラムビーチを拠点とする同社の軽量複合ボディとクラス最高のコンポーネントを組み合わせた一連のオフロードキャラバン用の金型の機械加工を開始する。

「彼らは、1 時間あたり最大 200 キロの押出能力を持つ大型押出機システムを使用しています」とクロフト氏は述べています。 「重量があるため、加工システムは別のビーム上にある 2 ビーム ガントリー システムになります。 3D プリントと機械加工の両方が可能です。」

大面積ガントリー システムは、5 軸フライス加工と 3 軸印刷を 1 台の機械で組み合わせることができます。 3 軸 3D プリンティングは、真空ペレット乾燥および搬送システムを備えた CNC デザイン モデル 60-150 プリント ヘッドを使用して実行され、大型の押出機ユニットにより最大 200 kg/h の印刷速度が可能になります。 CNC Designs の押出機ユニットの範囲は 1 時間あたり 19 kg で、次のユニットでは 1 時間あたり最大 40 kg の押出が可能です。 このシステムには、ツール ラックとプリント ヘッド キャリブレーション ユニットが組み込まれており、5 軸加工、オービタル サンディング、スプレーの柔軟性も備えています。