ほとんどのデスクトッププリンターはフィラメントを使用してプリントしますが、ほとんどの産業用3Dプリンターはプリントヘッドにプラスチックペレットを供給します。
産業製造のすべてのプロセスにおいて、効率性は重要であり、スピードは最優先事項です。産業用3Dプリントは、ラピッドプロトタイピング、迅速なカスタマイズ、1回の生産で複数の製品の製造を可能にすることで、企業の製造プロセスの改善とスピードアップに役立ちます。
しかし、産業用3Dプリンターは従来のデスクトッププリンターとは大きく異なります。プリンターの形式や印刷物の違いもありますが、大きな違いのひとつは、印刷に使用される素材です。
ほとんどのデスクトッププリンターがフィラメントを使用して印刷するのに対し、ほとんどの産業用3Dプリンターはプリントヘッドにプラスチックペレットを供給します。本記事では、CEADのCTOであり共同創設者でもあるマールテン・ログテンバーグが、産業用3D印刷におけるペレット使用の利点について解説します。
産業用3D印刷におけるペレットについて
まず、ペレット印刷の仕組みについて説明しましょう。ペレットは、乾燥機からロボット式押出機へと運ばれ、そこで慎重に溶かされます。複数の精密制御の加熱ゾーンを備えた押出機が、ペレット素材を液体状に溶かします。
素材に適した温度を制御することで、最適な流量を実現し、最良の層接着と機械的特性の向上を確保することができます。
ペレットとフィラメントによる3Dプリントの違い
CEADでは、私たちはペレットプリントの熱狂的な愛好者です。産業用3Dプリントにおけるペレットとフィラメントの以下の違いは、私たちがこの押出成形法の大ファンである理由を浮き彫りにしています。
1. 産業用3Dプリントのスピードアップ
3Dプリントの産業利用においては、高出力プロセスが重要です。ペレット押出機を使用することで、フィラメントベースの3Dプリンターと比較して、1時間当たりの最大出力が増加します。この技術革新は、3Dプリントを単に実現可能にするだけでなく、大規模な産業用途に非常に効率的なものにするという、ゲームチェンジャーであることが証明されています。
2. 材料生産プロセスの短縮によるコスト効率
ペレット押出機は、印刷プロセスのスピードを加速するだけでなく、大幅なコスト削減をもたらします。フィラメントとペレット素材の根本的な違いは、ペレットをベース素材として使用するフィラメントの製造に見られます。
ペレットはフィラメントに溶かされるため、フィラメントの製造にはもう1工程が必要となります。この追加工程により、フィラメントの製造コストはペレット素材よりも高くなり、ペレット押出機がより経済的に実現可能な選択肢となります。
3. 幅広い熱可塑性材料
CEADのロボット押出機は、ほぼすべての熱可塑性材料に対応するよう設計されています。ポリプロピレンからPEEKのようなハイエンドのオプションまで、押出機はお客様の産業プロジェクトの特定のニーズに適応します。この汎用性により、CEADは多様な用途に対応でき、材料選択における柔軟性とカスタマイズを提供できます。
4. 繊維の補強
ペレットベースの3Dプリントの追加的な特徴として、ペレットに繊維を導入できる可能性が挙げられます。これらの繊維は2つの役割を果たします。まず、印刷プロセス中の反りを最小限に抑え、最終製品の構造的完全性を確保します。
さらに、より重要なこととして、印刷されたパーツの強度を高めます。この機能により、オートクレーブ工具などのハイエンドな用途で熱可塑性素材を利用する道が開かれます。
CEADのロボット式押出機は、耐摩耗性バレルを装備しており、研磨性材料に対する耐性を提供します。これにより、事実上すべての短繊維強化熱可塑性複合材料の加工が可能になります。汎用材料、バイオベース材料、および木質繊維、ガラス繊維、炭素繊維などのハイエンド材料の加工により、押出機はさまざまな産業分野に広く適用できます。