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金属3Dプリンティングとは？課題と対策・製品を解説
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加工・製造における金属3Dプリンティングとは？
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手術器具メーカーのShukla Medicalは、「METAL X」を使用して手術器具の
プロトタイプを3Dプリントし、会社の年間コストを削減しました。
「METAL X」は、プロトタイプのリードタイムの短縮、設計の自由度の向上など、
CNC加工よりも会社にさまざまな利点をもたらし、複雑な形状の工具の製造を
可能にします。
金属プロトタイプをCNCで機械加工すると、製造に7～40日かかりますが、
部品の3Dプリントには2.7日しかかかりません。「METAL X」ではより複雑な
形状を試せるので、より多くの設計リスクを回避する事ができます。
【METAL X 特長】
■金属でプリントできるFFFベースの3Dプリンター
■金属粉末とポリマー材料を融合したフィラメントを使用
■A2工具鋼やD2工具鋼など、さまざまな金属合金と互換性がある
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
SHUKLA MEDICAL外科用ツールを試作
人工透析専門医療機関様より、特殊注射針試作についてご相談いただいた
事例をご紹介いたします。
課題は、通常よりも太い針を使用する透析治療患者の負担を減らすため、
毎回同じ針穴から血管に入れるための好適な形状の注射針を試作したい
といったもの。
造形、加工処理、検証、フィードバックを繰り返し行い、実用化に向けた
課題を明らかにすることができました。
【事例概要(一部)】
■課題
・殆ど痛みがないボタンホール穿刺法においてさらに無痛にできる注射針を
試作したい
■要望
・特殊な形状の注射針を形にしたい
・表面を可能な限り滑らかにしたい
・先端の細い部分においても耐久性を維持したい
※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
詳しくは、お気軽にお問い合わせください。
【金属3D造形ご相談事例】特殊注射針試作
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加工・製造における金属3Dプリンティング
加工・製造における金属3Dプリンティングとは？
金属3Dプリンティングは、金属粉末を一層ずつ溶融・結合させて三次元形状を造形する技術です。メディカル機器分野では、従来の切削加工では困難だった複雑な形状や、患者個々に最適化されたカスタムメイド製品の製造を可能にし、医療の高度化と個別化に貢献します。
課題
材料選択の制約
医療用途に適した生体適合性や強度を持つ金属材料の種類が限られており、用途に応じた最適な材料選定が難しい。
品質管理と認証の複雑さ
医療機器としての厳しい品質基準を満たす必要があり、製造プロセスのバリデーションや各国の規制当局からの認証取得に時間とコストがかかる。
製造コストとスループット
高価な金属粉末や特殊な装置が必要なため、少量多品種生産ではコストが高くなりやすく、大量生産におけるスループット（生産能力）も課題となる。
後処理工程の最適化
造形後のサポート材除去、熱処理、表面仕上げなどの後処理工程が複雑で、品質やコストに影響を与えるため、効率的なプロセスの確立が求められる。
対策
材料開発と標準化の推進
医療用途に特化した新規金属材料の開発を促進し、既存材料の特性評価や標準化を進めることで、選択肢を広げ、信頼性を向上させる。
デジタル品質管理システムの導入
製造プロセス全体をデジタルで管理し、リアルタイムでの品質モニタリングやトレーサビリティを確保することで、認証取得プロセスを効率化し、品質保証体制を強化する。
生産性向上技術の導入
造形速度の向上、複数部品同時造形、自動化された後処理システムなどを導入し、生産効率を高めることで、コスト削減とスループット向上を図る。
統合型製造ソリューションの活用
設計から造形、後処理、品質検査までを一貫してサポートするソフトウェアやサービスを活用し、製造プロセス全体の最適化と効率化を実現する。
対策に役立つ製品例
カスタムインプラント設計・製造サービス
患者のCT/MRIデータに基づき、個々の骨格に完全にフィットするチタン製インプラントを設計・製造し、手術の成功率向上と回復期間の短縮に貢献する。
高機能医療機器部品製造システム
複雑な内部構造を持つ手術用器具や、軽量化・高強度化が求められる診断装置部品などを、高精度かつ短納期で製造するサービスを提供する。
生体吸収性金属材料プリンター
体内で徐々に分解される特殊な金属材料を用いて、一時的な体内埋め込みデバイス（例：ステント）を製造し、再手術のリスクを低減する。
医療機器製造プロセス最適化コンサルティング
金属3Dプリンティングの導入から品質管理、認証取得まで、メディカル機器メーカーの課題に応じた最適な製造プロセス構築を支援する。
