プラスチックでものづくり2012　株式会社テクノラボ

プラ製品の出来るまで

１．製品企画

２．デザイン

３．設　　計

４．素材選択

５．試　　作

・切削加工

・レーザー焼結

・その他積層造形

・真空注型

６．金型製作

７．成　　形

８．後加工

９．組　　立

１０．完　　成

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積層造形

光造形やレーザー焼結のように､層を重ねて形状を作る試作技術を「積層造形」と総称するのは既に説明しましたが､層の作り方を色々工夫した様々な類似技術が数多く出されました。それらの技術のうち主要なものについて詳述します｡

試作画像

＜ＦＤＭ＞

まず最初にＦＤＭと呼ばれる手法があります｡
これは溶けた樹脂を生クリームを絞るように描画して断面図を描いてゆく積層造形手法です｡
光造形やレーザー焼結と違い、使う分だけの素材を準備すれば良いために大量に材料を準備する必要がなく､そこがとても経済的です｡
また装置もとても安価で小さいので､特に日本以外の国で急速に普及したそうです｡しかし生クリームを絞って描画するというイメージそのままで､あまり細かな表現が出来ないので､外観は今ひとつです｡

本物の熱可塑素材を使うことが出来るとも言われていますが､射出成形などで使用される素材とは全く強度が異なり､体感的に同じ素材だと感じられるレベルには達していません｡
技術的に見ると､確かに同類の素材だが分子量が遥かに小さいものを使っているのではないか､という印象を受けました｡

装置が圧倒的に安いので､オフィスに一台置いて､イザという時にちょっと形を作る程度ならば悪くないと思います。

＜３Ｄプリンター＞

基本的には光造形と極めて近い技術です｡
光造形が槽に満たした液状エポキシ素材にレーザーで描画してゆくのに対して、３Ｄプリンターはインクジェットで描画しつつレーザーで固めてゆくイメージです｡
光造形と違い、層に素材を満たしておく必要が無いので､経済的です。またより透明なグレードや靭性の強いグレードなどを､用途に応じて切り替えて使うことが可能で､実際最新の装置には、２種類のグレードを同時に使うことができるものも出来ています｡

光造形と較べて装置が安価で､より微細なピッチで造形が可能です｡
反面で､素材の弱さは光造形以上です｡液状エポキシをインクジェットで噴き出して使うため､宿命的に避け得ない問題のように感じています（より低分子量の素材しか選定できない）。
また造形時間も光造形よりもかかり､製品単価が高くなる傾向にあります｡

＜石膏造形＞

基本的にはレーザー焼結に類似した技術です｡
レーザー焼結が熱可塑素材をレーザーで融かして固めてゆくのに対して、石膏造形は石膏にインクジェットで水を吹きかけて描画し固めてゆくイメージです｡
単に水を吹きかけるだけなので装置が安価で､かつ非常に造形速度が速いことが特徴です｡
Ａ４版程度の大きさの層をベースに考えると、光造形やレーザー焼結の造形速度が3-5mm／hr程度、FDMや３Ｄプリンターが2-3mm／hr程度だとすると､石膏造形は50mm／hr程度と破格のスピードです｡

しかし粉体造形の宿命として､表面がザラザラで､また､石膏を使っているので製品が割れやすいという弱点もあります｡

＜その他の積層造形＞

切った紙を重ねてゆく方法や糸を重ねてゆく方法など､他にも積層造形には幾つかの手法が出現しましたが､いずれもほとんど普及しないままに雲散霧消してしまいました｡
残念なことですが｡

・デザイン画

・成形部品

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