サポートレスで造形時間半減も、品証機能応用しレーザーを制御 - ITpro

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　3Dプリンターはボタン1つでものづくりが完了するように見えるものの、実際は面倒な後処理がつきものだ。その1つが造形物を支える「サポート」の除去。ドイツEOSは金属3Dプリンティングのサポートを大幅に減らせる技術「Smart Fusion」を開発した。造形物内部のサポートを9割以上減らせるほか、ドーム型の屋根をサポートなしで造形できる。結果的に造形時間が半減した事例もあった。2023年夏をめどに同技術の本格提供を開始する。

　世界最大級の3Dプリンティングの展示会「Formnext 2022」（2022年11月15～18日、ドイツ・フランクフルト）に出展したEOSは、ブースの一角に「kNOw SUPPORTS」と書いた壁を設けた。その前に並ぶのは、Smart Fusionを活用しながら同社が手掛ける粉末床溶融結合（PBF）方式の金属3Dプリンターで造形した幾つもの部品だ。

　その中でもEOS日本法人でリージョナルマネージャーを務める橋爪康晃氏が「私も驚いた」と語ったのは、米国の航空宇宙会社Launcherと造ったロケットエンジン用の推進剤タンクだ。俵型のタンクの内部にサポートを全く設けることなく、中空形状を実現している（図1）。

図1　Smart Fusionを活用して造った推進剤タンク

左に写っている部材はタンク上部を輪切りにしてひっくり返したもの。タンク内部にサポートがないのが分かる。（写真：日経ものづくり）

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　一般的に積層造形では、突き出た部分を指す「オーバーバンク」が垂線（積層方向）に対して45°以上せり出すとサポート材で支える必要があるとされる。例えば3Dプリンターでアルファベットの「Y」を造るなら斜めの棒を支えるサポート材が必要になる可能性が高く、「T」を造るなら確実に横棒を支えるサポートが必要になるといったイメージだ。サポート材には材料が重力などで崩れないようにするほか、残留応力による変形を防いだり、加熱後の材料から熱を逃がしたりする役割がある。

　EOSが展示した推進剤タンクの上部はドーム状で、積層方向から45°以上せり出している。通常はタンク内部にサポートが必要なところをSmart Fusionによって不要にした。後処理の手間を省くだけでなく、サポートを造形する時間が減らせるため「造形時間を大幅に短縮できた」（同社）という。

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