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複雑形状のプロトタイプ製作とは？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雑形状のプロトタイプ製作とは？
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・パッチの裏表が逆
・パッチ頂点のずれ
・自己交差
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STL編集モジュール
『Qholia(クホリア)』は、熱溶融樹脂型の良さを活かしつつ、繊細な造形を
可能にした3Dプリンターです。
熱溶融樹脂積層型3Dプリンターは、様々な樹脂で耐久性や寸法安定性が高い
ものが作れる・造形後の手間が少ない・コストが格安であることなど
メリットの多い造形方法です。
しかし、積層痕が目立つなど繊細な表現は苦手だと考えられてきました。
当製品は溶融樹脂積層型の良さを活かしながら、苦手とされていた繊細な
造形も可能にし、材料やソフトの縛りなしにご使用いただけます。
【特長】
■Z軸が強固かつ微細
■螺旋回転式エクストルーダー
■軽量強固な本体
■詰まらないノズル
■モーターの適切な使い分け
■仕組みが分かるホワイトボックス
※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。
3Dプリンター『Qholia(クホリア)』
独自のRobotStudioによる3Dプリントを可能にし、より迅速なデジタル製造を実現します。
3D Printing PowerPacは手動のプログラミングを不要にします。
RobotStudio 3D Printing PowerPac
当社では、3Dプリンティングを行っております。
3Dプリンティングにまつわるエンジニアリング、デザイン、製造
それぞれの専門家を有し、各工程を一貫して担えることで、
設計と製造の多角的な視点から好適なアプローチを実践できることが特長です。
ご要望の際はお気軽にお問い合わせください。
【業務内容】
■3Dプリンティングに好適なコード設計・ソフトウェアツール開発
■3Dプリンティングの製造条件を考慮した意匠・構造設計
■材料や形状ごとに最適化された3Dプリンティング製造
※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
3Dプリンティングサービス
当社では、3Dプリンタを用いた試作品開発を提供しております。
主にインターネットに連動する分野でのアイデアの具体化、
各種自動化へのご相談を承ります。また、3Dプリンタの導入に
関するご相談、Fusion360によるプロダクトデザインも可能です。
ご要望の際はお気軽にお問い合わせください。
【開発サービス】
■3Dプリンタを用いた小ロットの試作品開発
■RaspberryPi、Arduino、BLE、各種センサー等を用いたIoT開発
※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
3Dプリンタを用いた試作品開発サービス
当社で行っている「3D造形サービス」についてご紹介いたします。
実機でしか構造が確認できない箇所があり、適切な構造になっているか
確認する方法が試作を行うしかなく、製作・入手に時間がかかる課題に対応。
試作機を3Dプリンタで作成することで型不要で素早く入手できます。
また、本試作を行う前の構造の確認が短時間で確認することができ、
再製作を行うリスクを減少することにも繋がります。
【特長】
■型不要で素早く入手可能
■本試作を行う前の構造の確認が短時間で確認可能
■再製作を行うリスクの減少に繋がる
※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
3D造形サービス＜試作機＞
＜応力発光とは？＞
応力発光技術の核は、応力発光粒子（セラミックスで、代表的材料はSrAl2O4:Eu2+、発光色は緑）です。
この応力発光材料を含む塗料、もしくはシートをセンサーとして「力の情報」 を知りたい対象箇所に塗布、もしくは貼り付け。
そして、荷重を印加した際に得られる応力発光をカメラなどで撮影し、
その発光によってどこに力が加わり、どの程度ひずみが発生したのかが見えます。これが"応力発光"です。
＜応力発光の活用事例＞※産総研提供
■対象：3Dプリンタ出力による造形物
■材質：樹脂
■開発例：応力発光を塗布した3D印刷器物を介した予測高度化と設計のアジャイル化
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お問い合わせ下さい。
【応力発光技術-活用事例】3D造形物を介した設計のアジャイル化
『MIRAGE SHAPE』は様々な3次元計測器での形状データ（STL形状データ）から特徴線を作成するだけで、スピーディーに3次元CADデータを作成することができます。
MIRAGE SHAPEは、形状の表面をマウスクリックするだけで、自動的にその曲面に張り付く特徴線が作成されます。作成後も制御点を追加したり、動かしたりすることで、容易に編集することが可能です。また、曲率ごとの面の色分け表示や断面線作成等、特徴線をスピーディーに作成するための機能も揃っています。
大規模になりがちなSTL形状データも、大幅にデータを削減しながらも形状を変えることなく、MIRAGE SHAPEに取り込むことが可能です。
作成したデータは、iges形式を始め、様々なCAD形式に出力することが可能です。
【特長】
■簡単でスピーディーな操作性
■特徴線の作成編集が容易
■特徴線抽出後、自動でサーフェス生成
■CADサーフェス品質チェック機能搭載
☆適用例をご覧になりたい方は、下記リンクをクリック！
リバースエンジニアリング支援ソフト『MIRAGE SHAPE』
日南は、ベンチャー・学校・研究機関などのスタートアップ支援を
行っております。（※当社規定、審査による）
お年寄り、難聴の方にも聞き取りやすい画期的なスピーカー
「ミライスピーカー」では、組み合わせることで様々な設置の可能性を
提案した当社のデザイン支援により、商品化を実現。
また、超高速輸送システム「ハイパーループ」のシェルのデザインと
製作/CG/アニメーションをサポートした実績があります。
【実績】
■支援先：慶應アルファチーム
・製品：ハイパーループ
・内容：シェルのデザインと製作/CG/アニメーションをサポート
■支援先：株式会社サウンドファン
・製品：ミライスピーカー
・内容：組み合わせることで様々な設置の可能性を提案したデザイン支援
※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。
スタートアップ支援
画期的なテクノロジーとして注目されてきた3Dプリント。
従来は主に試作品製作で活用されてきましたが、近年の技術革新により
より複雑な造形が可能となり、新たなステージを迎えています。
日々革新を続ける3Dプリント技術に対し、その技術を、設計者はどう
「自らの設計」に反映すべきなのか？3Dプリントを最大限活用するために
知っておくべき、『積層造形を想定した設計』のポイントや
取り組むべき対策を解説したホワイトペーパーを進呈中です。
【主な内容】
◎3Dプリントを想定した設計のポイント
◎効率よくプリント可能かどうか確認する方法
◎設計ミスがもたらすデメリット
◎3Dプリントに適した3Dツールと機能
※進化を続ける3Dプリント技術の今後について解説した
ホワイトペーパー『3Dプリントの未来 ～試作品から広がる用途～』も
ダウンロードいただけます。
ホワイトペーパー『3Dプリントの未来～積層技術に対応した設計～』
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熱溶解積層方式における複雑形状のプロトタイプ製作
熱溶解積層方式における複雑形状のプロトタイプ製作とは？
熱溶解積層方式（FDM/FFF）は、熱可塑性樹脂を溶融させて一層ずつ積み重ねることで立体物を造形する3Dプリンティング技術です。特に、製品開発における複雑な形状のプロトタイプ製作において、その迅速性、低コスト、設計自由度の高さから広く活用されています。この技術を用いることで、従来の製造方法では困難であったり、時間とコストがかかっていたりした複雑なデザインや内部構造を持つ試作品を、短期間で効率的に作成することが可能になります。
課題
積層痕と表面粗さ
一層ずつ積み重ねる構造上、積層痕が表面に残りやすく、滑らかな表面が求められるプロトタイプには不向きな場合があります。特に、曲面や傾斜部分で顕著になります。
サポート材の除去と後処理
オーバーハングや空中に浮いたような形状を造形する際に不可欠なサポート材は、造形後に手作業で除去する必要があり、手間がかかるだけでなく、造形物に傷をつけたり、形状を損なったりするリスクがあります。
材料の強度と耐久性の限界
一般的に使用されるPLAやABSといった材料は、特定の用途においては十分な強度や耐久性を持たない場合があります。特に、機能性評価や実使用に近い環境でのテストには限界があります。
微細なディテールの再現性
ノズル径や積層ピッチに依存するため、非常に微細なディテールやシャープなエッジの再現には限界があり、精密さが求められるプロトタイプには課題となることがあります。
対策
積層ピッチと造形方向の最適化
積層ピッチを細かく設定したり、造形方向を工夫したりすることで、積層痕を目立たなくし、表面の滑らかさを向上させることができます。また、サポート材の必要箇所を減らすことも可能です。
水溶性サポート材の活用
水に溶ける素材をサポート材として使用することで、造形後に水に浸けるだけで簡単に除去できます。これにより、後処理の手間を大幅に削減し、造形物へのダメージも最小限に抑えられます。
高機能性フィラメントの選択
耐熱性、耐薬品性、高強度など、特定の機能を持つ特殊なフィラメントを選択することで、プロトタイプの機能性評価や実使用に近い環境でのテストに対応させることができます。
後処理技術の適用
研磨、塗装、表面処理などの後処理を施すことで、積層痕を隠し、滑らかで高品質な表面を実現できます。これにより、見た目の美しさや触感を向上させることが可能です。
対策に役立つ製品例
高性能フィラメント
従来の素材よりも高い強度、耐熱性、柔軟性などを備えたフィラメントは、より過酷な条件でのプロトタイプ評価を可能にし、機能的な課題を解決します。
自動サポート除去システム
造形後にサポート材を自動で除去する機能や、水溶性サポート材に対応したプリンターは、後処理の手間を大幅に削減し、作業効率を向上させます。
高解像度3Dプリンター
より微細な積層ピッチや精密なノズル制御が可能なプリンターは、複雑な形状や微細なディテールの再現性を高め、精度の高いプロトタイプ製作を実現します。
後処理用研磨・塗装キット
造形物の表面を滑らかにし、塗装を施すための専用キットは、積層痕を隠し、プロトタイプの外観品質を向上させ、より完成品に近い見た目を実現します。
