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複数材料による多機能部品の製造とは？課題と対策・製品を解説
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熱溶解積層方式における複数材料による多機能部品の製造とは？
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スーパーエンプラの造形を可能とした溶融フィラメント造形法（FFF)の産業用3Dプリンター。
機能性パーツの生産、材料研究・開発用途におすすめです。
スーパーエンプラ用として、庫内温度を高温で維持出来る他、ハイテンプノズルを搭載しています。
※ご購入の際は直接弊社もしくはamazon.co.jpにて
3Dプリンタ「FUNMAT HT Enhanced」
自動化の相談の中で、数種類の製品を対応するというのは悩む課題です。
高さ違いなどであれば、機構で対応可能ですが、形状などに合わせてとなると金属治具では製作対応できません。
依頼のあった製品を合わせこみ、図面化し対応しました。
様々な自動化の課題に対しアプローチを目指します。お気軽に相談・問合せ下さい。
3Dプリンタで複数製品対応する治具の製作
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熱溶解積層方式における複数材料による多機能部品の製造
熱溶解積層方式における複数材料による多機能部品の製造とは？
熱溶解積層方式（FDM/FFF）を用いて、異なる特性を持つ複数の材料を組み合わせて、単一の部品で複数の機能を実現する製造技術です。これにより、従来の単一素材では難しかった複雑な機能や性能を持つ部品を効率的に製造することが可能になります。
課題
材料間の接着性不足
異なる材料を積層する際に、界面での接着力が弱く、部品の強度が低下したり、剥離が発生したりする問題。
材料特性の最適化の難しさ
各材料の融点、収縮率、硬度などが異なるため、全ての材料で均一な積層品質を保つことが困難。
造形時間の長期化とコスト増
複数材料の切り替えや、各材料に合わせた温度管理が必要となり、造形時間が長くなり、製造コストが増加する傾向。
材料の互換性と選択肢の制限
使用できる材料の組み合わせが限られており、求められる機能を実現できる材料の選択肢が少ない場合がある。
対策
接着促進技術の導入
材料表面の処理や、接着剤の併用、積層時の温度・速度の最適化により、材料間の接着力を向上させる。
複合材料設計とプロセス制御
材料の特性を考慮した積層順序や、各材料に最適化された温度・速度プロファイルの自動制御により、造形品質を安定させる。
高速切り替えノズルシステム
複数ノズルを搭載し、材料切り替え時間を短縮するシステムや、材料交換を自動化する機構を導入し、造形効率を高める。
材料開発と互換性評価
多材料対応プリンターに適した新規材料の開発や、既存材料間の互換性を評価・検証し、選択肢を広げる。
対策に役立つ製品例
多機能グリップ
硬質素材で形状を保持し、軟質素材で滑り止め効果を持たせることで、握りやすさと耐久性を両立させたグリップ。
フレキシブルセンサー
導電性材料と絶縁性材料を組み合わせ、曲げ伸ばしに追従する柔軟なセンサー部品を一体成形。
バイマテリアル製ヒンジ
強度が必要な部分には硬質材料、可動部には柔軟性のある材料を使用し、耐久性とスムーズな動作を両立させたヒンジ。
断熱・放熱一体部品
熱伝導率の異なる材料を組み合わせ、特定の箇所は断熱性を、別の箇所は放熱性を高めた電子機器筐体の一部など。
