金属3Dプリンタ×精密金属加工技術で、まったく新しい部品を作る

掲載開始日:2016/01/12

金属3Dプリンタ×精密金属加工技術で、まったく新しい部品を作る

一般用も広く目にするようになり、その普及が著しい3Dプリンタ。多くはその素材に樹脂を使いますが、金属粉末から造形する3Dプリントについては、一般用はもちろん工業用でもそう多くは活用されておらず、今後の成長が見込まれる分野です。そこにいち早く着目し、従来の金属加工ではできなかった部品や金型の加工を提案しているのが東レ・プレシジョン。世界でも最先端の金属3Dプリントに、同社の得意分野である精密金属加工の技術を組み合わせることで何が生まれるのか?技術開発部長の池内氏に話を聞きました。

金属3Dプリンター造形サービス

今回紹介する技術と製品

これまでの切削加工では困難だった部品製作が実現!加工時間の短縮やコストダウンも可能!

金属3Dプリンターを使って複雑形状の部品を3Dデータからダイレクトに造形する「金属積層造形」とは金属粉末からなる薄い層の必要な部分にレーザーを照射して溶かし、更に粉末を撒いて同じ工程を繰り返し、形あるものにしていく製造方法です。「超精密微細加工」のパイオニアである東レ・プレシジョンが造形の前段階から、製品の機能・仕上りを見通したトータルでのご提案をします。

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先端の金属3Dプリンタと精密金属加工技術を組み合わせる。

技術開発部
池内 秀樹 氏

当社は東レ株式会社の合成繊維製造のキーデバイスである、紡糸口金を製造するための精密微細加工メーカーとして1955年に設立されました。現在は精密部品の受託加工を中心に、合成繊維用紡糸口金のほか、FPD関連のスリットダイ、光学機器部品、導光板や高機能フィルム用の微細金型、半導体製造装置の部品などを製造しています。

当社は金属加工の分野において常に新しい可能性を模索しているのですが、2013年頃から金属3Dプリンタ導入について本格的な検討を始めました。3Dプリンタでは中空構造をはじめとして、機械加工では難しい形状を造形できます。しかしその一方で、面の粗度が粗く、形状の精度も悪い。したがって、金属3Dプリンタと当社の精密金属加工技術を組み合わせることで、これまでになかった金属部品が製作でき、お客様に新しい価値を提案できると考えたのです。

その後、2015年にドイツEOS社製の最新鋭の金属3Dプリンタ「EOSINT M290」を導入しましたが、日本でこの装置を導入している企業は多くありません。現在、いくつかのお客様にご協力をいただきながら、テスト造形を進めています。

欧米で応用が進む先端技術。国内への普及を図る。

ドイツ・EOS社製
金属3Dプリンタ「EOSINT M290」

造形・加工サンプル

当社が導入した金属3Dプリンタ「EOSINT M290」では、「金属粉末積層造形技術(Additive Manufacturing)」によって造形がなされます。

金属粉末にレーザーを照射すると金属粉末は溶解し、その後固まります。金属粉末を撒いてレーザーを照射、これを繰り返すことで造形をしていく仕組みです。金属部品の試作でいえば、金型を製作するよりもスピーディで、コストの削減にも繋がります。

ちなみにこの技術は欧米を中心に急速に研究が進んでおり、航空・宇宙、自動車部品、医療機器などの分野での実用化も進んでいます。

航空機関連では、エンジンカバー用のドアヒンジに金属3Dプリンタを使用した部品が採用されていますし、エンジンの燃料噴射ノズルの検討もなされています。また、医療機器分野での人工関節など、いわゆる専用品での採用に注目が集まっています。

国内では経済産業省がこの分野のプロジェクトを立ち上げ、金属3Dプリントやその分野の盛り上がりが今後期待されます。当社は、この現状をむしろチャンスととらえ、他社にない価値を提供することで、金属3Dプリントによる精密部品製作の市場をリードしていきたいと考えています。

鏡面加工、研削加工で精度を追い込む。

鏡面加工

研削加工

前述のとおり、「金属粉末積層造形技術(Additive Manufacturing)」の最大のメリットは、複雑な形状や機械加工では難しい形状でも造形することができることです。これまでは溶接や接合で繋ぎ合わせる必要がある複雑な形状の部品も一体で造形することができます。

これにより開発者や設計者は、機能や性能を追求した形状を追い求めることができるようになりますし、加工時間の短縮やコストダウンにもつながります。

造形上の課題となってくる面の租度と形状の精度について、当社ではこれを長年培ってきた「鏡面加工」や「研削加工」で追い込んでいきます。さらに、造形物に微細孔を加工するなど、表面処理以外に更なる価値を付加することも可能です。

これまでの加工部品とは一線を画す造形を、ぜひ一度見てほしい。

今後を見据える上で何より重要なのは、まず、金属3Dプリンタで何ができるのかを知ってもらうことだと考えています。というのも、お客様の多くが金属3Dプリンタを使ったそれらの造形品を見たことがなく、どんなものができるのかイメージできないからです。そこに当社が精密加工を施したものであれば、なおさらです。

なので「ぜひ、一度見ていただきたい」。そう思っています。「こんなことができるんだ!」と素直に感じていただけるはずです。そしてどんなものかを知っていただいた上で、お客様の課題に合わせた提案をさせていただきます。

これまでは実現が難しかった部品などがあれば、ぜひ一度ご相談ください。お客様のニーズに応える造形、精度やコストを踏まえた形状設計、そして当社の最大の強みでもある精密加工の技術を付加した提案をさせていただきます。今後、展示会でもPRをしていきますので、ぜひ当社ブースに足を運んでいただき、この加工技術を生で見ていただければと思います。

■2016年展示会出展情報

「ネプコン・ジャパン2016」 会期:2016年1月13日(水)~15日(金) 会場:東京ビッグサイト
「高機能フィルム展(東京)」 会期:2016年4月6日(水)~8日(金)  会場:東京ビッグサイト
「メドテック・ジャパン2016」会期:2016年4月20日(水)~22日(金) 会場:東京ビッグサイト
「高機能フィルム展(関西)」 会期:2016年10月5日(水)~7日(金)  会場:インテックス大阪

※画像提供:(株)NTTデータエンジニアリングシステムズ

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取扱会社

東レ・プレシジョン株式会社

○合成繊維紡糸用口金の製造販売 ○FPD関連のスリットダイ、塗布ノズルの製造販売 ○インクジェットノズルの製造販売 ○光通信コネクター等光通信関連精密部品・デバイスの製造販売 ○航空機用、産業ロボット用・半導体製造装置・産業用機器用等各種精密部品の製造販売 ○燃料噴射弁、各種流体噴射ノズルの製造販売 ○金属3Dプリンターによる部品の造形販売・造形品2次加工サービス ○パーツフィーダの製造販売 ○エア交絡ノズル、精密計量ギヤポンプ等繊維機械類の製造販売 ○FIBによるSIM像の3D再構築解析サービス ○各種のMicro-Engineering業務

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