金属3Dプリンタ利用のサポート構造を60%削減する革新技術

金属3Dプリンタの革新とサポート構造の最適化

金属3Dプリンタの分野で、株式会社システムクリエイトがVoxelDance社のシミュレーションソフトウェア「VoxelDance Engineering (VDE)」を用いて、サポート構造の体積を最大60%も削減するという驚くべき成果を達成しました。この技術革新は、製造プロセス全体を効率化し、コスト削減にも寄与するものです。

VoxelDance Engineeringとは？

VoxelDanceが開発したVDEは、金属ベースの積層造形プロセスをシミュレートするための高度なCAEソフトウェアです。従来のFEM（有限要素法）ソフトウェアと比べて、GPUを利用して5〜10倍の速度でシミュレーションを実行することが可能です。この強力なツールは、材料選択や印刷速度、層の厚さなど、様々なパラメータを考慮して、最終部品のパフォーマンスを保証しています。

課題と解決策

3Dプリンティングにおいて特に重要なのは、サポートの数とその構造です。サポートが不十分だと印刷した部品が歪んでしまい、それを補うために材料を無駄に使ってしまうため、コストと生産性の両立が求められます。これに対してシステムクリエイトは、プロセス1としてSLAの経験を基にサポート構造を設計しました。この初期シミュレーションでは、大きな歪みが発生した箇所にサポートを追加し、さらなるプロセスへと進みます。

プロセスの反復と最適化

プロセス2では、歪みを制御するためのサポートを追加しました。この段階のシミュレーションでは、最大許容変位を0.5mmに設定し、部品の歪みが許容範囲内に収まることが確認されました。しかし、Z方向に大きな反りが生じることもあり、その結果、印刷の成功を左右する重要な要素であることが分かりました。最終的には、プロセス3において、適切なサポートを配置してZ方向の歪みを管理することに成功しました。