産業用3Dプリンティングでは、エンジニアリングポリマー、フォトポリマー樹脂、ナイロン材料、TPU系エラストマー、ポリカーボネート、ABS系材料、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン合金、ニッケル合金、および特定の特殊材料が一般的に使用されています。このFAQは、RFQ(見積依頼)において強度、耐熱性、耐薬品性、表面仕上げ、コスト、後処理のバランスを考慮する必要がある場合に、プロトタイプ、治具、ハウジング、ブラケット、マニホールド、クリップ、ダクト、機能部品向けの3Dプリンティング材料を選ぶ際の助けとなります。
3Dプリンティングプロトタイピングで最も一般的な材料は、高速プロトタイプや機能治具向けのエンジニアリングポリマー、詳細モデル向けの樹脂、柔軟部品向けのエラストマー、および特定の構造用または耐熱部品向けの金属粉末です。適切な材料は、材料名だけでなく、部品の機能に依存します。
購入者は、印刷部品が視覚的、機能的、耐荷重性、耐熱性、耐薬品性、柔軟性、外観重視、または組み立て上重要なものかを定義する必要があります。フィットチェック用のプロトタイプに適した材料が、荷重がかかる治具や最終使用部品には適さない場合があります。
3Dプリンティング材料ファミリー | 一般的な例 | 典型的な購入者の用途 | RFQで確認すべきリスク |
|---|---|---|---|
エンジニアリングポリマー | ナイロン、ABS系材料、ポリカーボネートPC、PET系材料 | ハウジング、治具、カバー、ジグ、クリップ、機能プロトタイプ | 耐熱性、吸湿性、強度異方性、表面仕上げ |
エラストマー材料 | TPUおよび柔軟ポリマー材料 | シール、グリップ、バンパー、フレキシブルカバー、ソフトタッチプロトタイプ | 硬度、圧縮特性、引き裂き強度、耐薬品性 |
フォトポリマー樹脂 | 標準、タフ、クリア、耐熱性、キャスティング用樹脂など | 詳細な外観モデル、フォームフィットプロトタイプ、パターン、小径フィーチャー | UV安定性、脆性、耐熱性、硬化要件 |
アルミニウム合金 | AlSi10Mg、AlSi7Mg、特定のアルミニウム粉末ルート | 軽量ブラケット、ハウジング、ダクト、熱管理部品 | 熱処理、気孔率、表面仕上げ、機械加工基準面の要否 |
ステンレス鋼と工具鋼 | 金属積層造形用の特定のステンレス鋼および工具鋼グレード | 耐久プロトタイプ、インサート、治具、ツーリング補助具、耐食部品 | 熱処理、硬度、研磨、耐食性要件、検査 |
チタン合金とニッケル合金 | チタン合金および超合金材料 | 軽量、耐食性、または耐熱性が求められる小ロット部品 | 材料トレーサビリティ、造形方向、後処理、認定 |
産業用ポリマー3Dプリンティングでは、機能プロトタイプや治具にナイロン材料、試作モデルやハウジングにABS系材料、より強靭なプロトタイプにPC系材料、特定の化学的または寸法要件にPET系材料、柔軟部品にTPU系材料が一般的に使用されます。
ポリマーの選択は動作環境に従うべきです。購入者は、材料を選ぶ前に、温度、湿度、化学物質への曝露、剛性、柔軟性、色、表面仕上げ、および予想される使用サイクルを定義する必要があります。
金属3Dプリンティングでは、プロセスの利用可能性と部品要件に応じて、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン合金、工具鋼、ニッケル合金が使用される場合があります。金属プリンティングは、複雑なブラケット、マニホールド、耐熱部品、軽量構造物、および固体素材から機械加工が難しい小ロット部品にしばしば検討されます。
購入者は後処理を考慮する必要があります。金属印刷部品は、最終使用前にサポート除去、応力除去、熱処理、HIP、表面仕上げ、CNC機械加工、または検査が必要になる場合があります。
材料の選択は、強度、剛性、耐衝撃性、耐熱性、化学適合性、摩耗挙動、および長期安定性を左右します。ナイロンは治具や機能プロトタイプに、TPUは柔軟部品に、PC系材料はより強靭なハウジングに、特定の金属は構造用または耐熱部品に適している場合があります。
RFQでは、材料名だけを指定するのではなく、環境を記述する必要があります。温度範囲、流体接触、UV曝露、荷重方向、疲労、衝撃、および洗浄方法はすべて、材料の適合性に影響します。
同じ材料ファミリーでも、プリンティングプロセスと造形方向によって性能が異なる場合があります。FDM、SLA、SLS、MJF、DMLS、SLMなどの方法は、異なる層間結合、表面テクスチャ、密度、およびサポート要件を生み出します。
造形方向は、強度方向、表面仕上げ、寸法ばらつき、およびサポート痕に影響を与える可能性があります。購入者は、機能面、荷重方向、および外観面を特定し、サプライヤーが部品を適切に方向付けできるようにする必要があります。
後処理には、硬化、サポート除去、サンディング、ビーズブラスト、染色、塗装、コーティング、熱処理、機械加工、タッピング、インサート、または研磨が含まれます。これらの工程は、部品の性能とコストの両方を変える可能性があります。
検査も材料選択に影響を与えるべきです。厳しい嵌合形状、ねじ山、シール面、または耐荷重要件を持つ部品は、CMMチェック、機能ゲージ、材料証明書、密度チェック、または機械的試験が必要になる場合があります。
有用なRFQには、3Dモデル、図面、部品の目的、材料の好み、動作温度、化学物質への曝露、荷重方向、表面仕上げ、色、公差、数量、後処理、検査要件、および部品がプロトタイプ、治具、または最終使用部品であるかどうかが含まれます。
これらの詳細があれば、サプライヤーは印刷可能なポリマー、樹脂、エラストマー、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン合金、ニッケル合金、または代替の製造ルートを推奨できます。材料選択は、一般的な印刷可能材料のリストではなく、機能に結びつける必要があります。