レーザー、電子ビーム、インクジェットなど各方式の金属3Dプリンタが大集結！：DMS2015リポート【3Dプリンタ編】（2/3 ページ）

「第26回 設計・製造ソリューション展（DMS2015）」では、各方式の金属3Dプリンタが注目を集めていた。「最終製品への活用」をキーワードに各社の金属3Dプリンタおよび関連サービス、位相最適化ツールなどをリポートする。

[加藤まどみ，MONOist]

レーザー方式で真空対応

　「RaFaEl（ラファエロ） Vシリーズ」の実機を展示していたのがアスペクトだ。

　新たに真空対応で、最大造形サイズ300×300×250mmの装置を発表した。「真空対応したことにより粉末の酸化を防ぎ、ワークの純度を高められる。他社にはレーザー方式で真空対応した装置はない」（アスペクト）。

真空チャンバを採用する「RaFaEl Vシリーズ」

東京大学 生産技術研究所 山中研究室らとの共同プロジェクト。トカゲは蛇腹のように伸び縮みする（左）／スポーツ用義足（右）。東大では人体にフィットするツールを考えており、アスペクトでは最適な材料を提供するという　画像クリックで拡大表示

切削と3次元積層の複合加工機

　松浦機械製作所では、切削加工と3次元積層の複合加工機「LUMEX Avance-35」を紹介していた。3次元造形の途中に切削加工を施すことで、切削では不可能な複雑な形も高精度で作れるのが特長。金型への利用が多いという。一体化した金型を作ることで手間が減り、3次元ならではの自由な温調配管の配置も可能になる。

3つのパーツで構成される電動工具の金型。温調のための水管を内部に張り巡らせている

電子ビーム式の金属3Dプリンタ

　スウェーデンのアーカム社製の電子ビーム方式の金属3Dプリンタを紹介していたのが、エイチ・ティー・エルである。金属粉末焼結はレーザー方式が主流だが、アーカム社の3Dプリンタは、真空下で電子ビームを用いて金属粉末を焼結していく。「他に電子ビーム方式で商品化されているものはない」（エイチ・ティー・エル）。

　レーザーに対するメリットは、鋳物よりもはるかに強度があり、鍛造並みの強度を実現できることだという。また、予熱を行うため残留ひずみが少なく、最大3500Wと高出力で造形スピードが速いという。また、レーザー方式では土台にしっかりとワークが付いており、造形後の処理が大変だが、電子ビームではサポートを取るだけで簡単に処理できる。一方、デメリットとしては、真空中でワークを冷やす必要があるため、冷却時間が長くなる。そのため、ワークが小さいと速さを生かせないという。また、適応材料が少ないという点もデメリットとして挙げられる。

　「構造材ならレーザーで問題ない（タービンでいえば固定翼やケーシング）が、機能材料（動翼）では不足するといわれている」（エイチ・ティー・エル）ため、電子ビーム方式はガスタービンメーカーなどが検討しているという。

犬の骨の補強材（左）、象のためのインプラント（中）、タービンブレード（右）　※画像クリックで拡大表示

インクジェット方式の金属3Dプリンタ

　ここまでは、主にパウダーベッド上にレーザーを照射する方式を紹介してきたが、ExOneが提供するのはインクジェット方式だ。バインダによって粉末を固めて塊を作った後に、別の炉で焼結するという。なお、同社では同じ方式で砂型の3Dプリンタも提供している。ブースでは「M-Flex」の実機を展示していた。通常のレーザー方式は不活性ガスまたは真空中で造形するが、同社製品は大気中で出力する。レーザー方式よりも高速であることがメリットだという。

「M-Flex」の実機をデモを披露

「M-Flex」で出力した造形サンプル　画像クリックで拡大表示