積層造形における連続生産の採用

Jun 22, 2023

レイチェル・パシーニ 5月30日

積層造形におけるプラスチックおよび金属部品のプロトタイプおよび小ロット生産から連続生産への進化により、3D プリンティング機器の効率的な利用率が向上し、安全な作業環境が提供され、最適な生産フローが作成されます。 ただし、効率的な連続生産を達成するには、3D プリントでのコンポーネントの長時間の生産を、より短い上流および下流のステップで完全に統合できるインテリジェントな自動化とネットワークが必要です。

グレンツェバッハグループ積層造形責任者、オリバー・エルバート著

付加製造 (AM)、または 3D プリンティングは、CAD モデルまたはデジタル 3D モデルから 3 次元オブジェクトを製造することです。 これは、コンピューター制御の下で材料を堆積、結合、または固化させ、通常は層ごとに材料 (プラスチック、液体、または粉末粒子など) を一緒に追加するさまざまなプロセスで実行できます。

35 年前、3D プリント技術は機能的または美的なプロトタイプの製造にのみ適していると考えられていました。 しかし、ここ数年の時点で、積層造形の精度、再現性、材料範囲は増加し、現在では実用的な工業生産技術となっています。

積層造形は材料接合プロセスであり、通常は層を重ねて 3D モデルから製品を直接製造できるため、CNC 加工や鋳造などの従来の製造技術と比較して大きな利点があります。 積層造形プロセスには、複雑な形状および複雑な材料分布を備えた部品の製造を可能にする独自の機能があり、設計者の設計の自由度が大幅に広がります。

アディティブ マニュファクチャリングの課題は、上流および下流の製造ステップのリード タイムが大幅に短いのに対し、3D プリンタでの各アイテムに必要な製造時間が長いことです。 これにより、積層造形プロセス全体が大幅に非効率になります。

このソリューションは、3D プリンティング サイクルにおけるすべての上流および下流プロセスのインテリジェントな自動化とネットワーク統合による連続生産です。 ユーザーは自動プロセスのメリットを享受しながら、プリンター、除粉システム、仕上げシステムなどの個々のデバイス間の最適な材料の流れを確保します。 3D プリンティング機器の効率的な利用を高めるだけでなく、自動生産により作業者に安全な作業環境が提供されます。

効率が向上しました。自動化により、さまざまなスループット時間のネットワーク処理ステップがインテリジェントかつ確実に実行されます。 3D プリンティング、前処理、後処理システムは機械的、電子的、デジタル的に同期されており、その結果、機械が最適に利用され、最大の出力が得られます。

部品あたりのコストが安くなります。個々の作業ステップのインテリジェントなネットワーク化により、すべてのシステムを最大限に活用できます。 これにより、部品あたりのコストを抑えた生産が可能になります。

労働安全衛生。 3D プリントされたコンポーネントの後処理中に、微細な粉塵やナノ粒子による健康リスクが発生する可能性があります。 最適に設計された自動化ソリューションは労働安全衛生規制に準拠し、作業者のリスクを軽減します。

さまざまな期間にわたる複数のプロセスステップにより、積層造形は複雑な問題となります。 各メーカーには、3D プリント、前処理、および後処理手順に使用される材料の種類に関する特定の要件があります。 合理化された連続生産のために一連の 3D プリント機能を準備するには、各プロセスの自動化コンポーネントに対処する必要があります。

以下は、積層造形のための連続生産のインテリジェントな同期をサポートする自動化システム ソリューションの内訳です。 これらのシステムは、ロードとアンロード、積層造形、脱粉末、後処理をカバーします。

積層造形は多くの業界に新たな展望をもたらしますが、自動車業界と航空宇宙業界はこの非常に重要な技術を早くから取り入れてきました。 コンポーネントの製造において、これらの業界は積層造形の可能性をますます活用しています。

車両や航空機は、より少ないコンポーネントで、機能が強化され、全体の重量が軽減されるように設計できます。 3D プリントによるコンポーネントの安全かつ効率的な連続生産には、インテリジェントな自動化とネットワークが必要です。

特に、連続生産で実証されているように、生産ステップと製造セル間の輸送の同期は非常に重要です。 優れた容量使用率が鍵となります。 この方法によってのみ、プリンターでのビルド ジョブの生産時間を長くし、上流および下流の生産ステップのスループット時間を大幅に短縮しながら、機器を最適に使用することができます。

非常に多くの要因が積層造形プロセスに影響を与える可能性があるため、メーカーにとっては、アプリケーションに関連した連続生産に影響を与える詳細と優先順位を理解している、経験豊富な 3D プリンティング オートメーションの専門家に相談することが重要です。 これは、既存の機械をプロセスチェーンに統合するなど、生産環境へのスムーズな統合を確保するために、要件の分析と最適なコンセプト開発に必要です。 オートメーションの専門家は、メーカーが 3D プリンティング機器を最大限に効率的に使用しながら、望ましい生産スループットとプロセス制御の達成を促進するソリューションの開発を支援します。

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