Envision One cDLM Mechanical
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はじめに このチュートリアルでは、パターンを使用して金型を製作するプロセスを省略し、3Dプリントで直接金型を作成します。このチュートリアルは、より高度な技術を使ったプロセスや高温エポキシに必要な特別な機器を持たない人のための、簡便な炭素繊維プロセスです。 このチュートリアルでは、すでに境界モデル化されたFFFプリントを受け取り、それを離型剤でコーティングしてから、シンプルなハンドレイアップ成形で炭素繊維パーツを製作します。化粧品以外のパーツは、金型から直接使用することができますが、3Dプリント解像度とハンドレイアップ成形の制限により、表面が若干損なわれます。仕上げを完璧なものにするために、XCRコーティング樹脂を塗布し、高品質な仕上げのためにフラットにして研磨します。 マテリアル（材料素材）の相性 エポキシ樹脂との離型性に優れたPET-Gフィラメントを推奨します。ABSは、エポキシ樹脂との離型性が悪いため、金型の直接材料素材としては避けるべきです。 3Dプリント後は、離型剤を使って型を整える必要があります。このプロセスで最も信頼できる離型剤はPVA離型剤です。これは層の線を滑らかにすると同時に、エポキシ樹脂から確実に離型することができます。 このプロセスで得られた金型は、エポキシ・ポリエステルやビニールエステルなど、ほとんどの従来の樹脂システムで使用できます。一般的にこの方法で作られた金型は、ハンドレイアップ成型（バキュームバッグの有無にかかわらず）に最も適しています。また、樹脂注入（Resin Infusion）による加工も可能ですが、3Dプリントは一般的に100%の気密性を確保できないため、エンベロープバッグ法を使用する必要があるかもしれません。このプロセスで作られた金型は、プリプレグ（FRP材料）製造に使用されるような高温硬化には適していません。PETGのHDT（荷重たわみ温度, Heat Deflection Temperature)）を理論的に超えていなくても、真空バッグのストレスによって過度の反りや歪みが発生することがわかっています。 必要なマテリアル（材料素材）と装置 Ultimaker S5 大型で使いやすい3Dプリンターで、すぐにプリントできるマテリアル（材料素材）エコシステムを備えています。 Clariant PET-G 手頃な価格で汎用性が高く、使いやすい3Dプリントマテリアル（材料素材）です。 プロセス １．プリント製作 金型を設計して3Dプリントし、レイアップに必要なフランジやエクステンションを追加します。直接プリントした金型には、離型性に優れたPET-Gを使用することをお勧めします。より高い解像度でプリントすることで、離型が容易な滑らかな型の表面が得られます。今回は、CURA Slicerの「標準」設定で、0.15mmのレイヤー高さで印刷しました。可能であれば、パーツのリリース方向と平行にレイヤーが印刷されるようにパーツを配置すると、印刷面による機械的なロックを減らすことができます。ただし、ドラフト角が5度以上であれば、レイヤーラインがリリース方向に対して垂直であっても、良好なリリースを得ることができます。 ２．離型剤の塗布 PET-Gはエポキシ樹脂のような離型性を持っていますが、金型からパーツを確実に離すためには離型剤が必要です。このプロセスでは、非常に早く確実に離型できるPVA離型剤をお勧めします。PVAは、金型表面に均一なフィルムをワイプ（布）やブラシで一度に塗布します。このコーティングは自由に塗布していただいて構いませんが、流れを起こすほど塗ってはいけません。塗布後にPVA離型剤は室温で乾燥させる必要がありますが、通常は30分ほどかかります。 ３．パーツの貼り合わせ 今回は、ラミネートレジン「EL2」を使用しています。レジンと硬化剤は正確に完全に混合してください。最初の容器から2つ目の容器に注ぎ、混ざりきらい部分がないように再度混ぜるのがベストです。 カーボンを敷き詰める前に、金型にレジン膜を張っておきます。手作業でラミネートする場合は、可能な限りレジン上にカーボンを敷き、下から樹脂で生地を濡らすようにします。こうすることで、適切な湿り気が得られ、エア混入を減らすことができます。小さな複雑なパーツにはラミネートブラシが必要ですが、大きなパーツや平らな成形品には、ローラーやスキージを使うと濡れ出しがスムーズです。湿式レイアップ（Wet-Lay-Up）では、通常、繊維とレジンの割合が1:1になるようにします。つまり、100gの繊維に対して約100gのレジンを使用します。 厚さ3mm以下のパーツであれば、通常は1回の作業ですべての層を積層することが可能です。厚みのあるパーツの場合は、収縮の影響や熱暴走（発熱）の可能性を減らすために、複数の層に分けて積層する必要があります。 今回は、補強材を敷設した後、最終プライとしてピールプライを重ねることで、パーツ内側をきれいに仕上げ、後続の接着作業に適した表面を提供しています。ピールプライを積層した後、パーツを常温で硬化します。硬化時間は、硬化剤の速度や室温によって異なりますが、通常は12～48時間となります。 注意：混合したEL2レジンを混合用カップ底に5mm以上残したままにしないでください。熱暴走して危険な状態になる可能性があります。余ったレジンはトレイに流して表面積を増やしたり、熱した場合には容器を屋外の安全な場所に移動させたりする必要があります。 ４．仕上げ 脱型後、パーツの角部がきれいになるようにトリミングして仕上げます。今回は、32mmのパーマグリット・カットオフホイールを装着したDREMELの工具を使用しました。この工具は万能トリミングツールで、何時間も連続して使用できます。研磨ブロックで角部を調整し、#240ペーパーで仕上げました。XCRコーティングの仕上がりに満足している場合は、そのまま使用することもできますが、一般的には研磨を行うことで、より一貫したプロフェッショナルな仕上がりになります。 無料ダウンロード 3Dプリンタでカーボンファイバー部品の金型を作るには 3Dプリンタで直接カーボンファイバー部品を製造することで、時間とコストを節約しながら、丈夫で美しい部品を作る方法をお伝えします。下記、ご興味ある方は必見です。 ５．コーティング処理のための表面の準備 ピンホールやプリント層の線が出さずにきれいに仕上げるために、パーツにレジンやクリアコートを塗ります。良いコーティング面を作るために、表面を#400の耐水とドライのサンドペーパーで研磨して、パーツを準備します。 パーツに空洞や大きなピンホールがある場合は、レジンで埋めます。大きな空洞の場合は、フラッシュリリーステープでダムを作り、レジンが流れ出さないようにしてから、EL2ラミネートレジンまたはXCRコーティングレジンを使用して充填します。補修後は硬化させ、400番台のサンドペーパーで平らに戻し、パーツの表面と水平になるようにします。 ６．XCRコーティングレジンでのコーティング パーツ修正とサンディング研磨が終わったら、次は滑らかな光沢と耐久性のある仕上げのためのコーティングを行います。自動車用のクリアコートスプレーを使用することもできますが、今回は、非常に耐久性のある仕上がりになり、ブラシで簡単に塗ることができるXCRコーティングレジンを使用します。 パーツにXCRエポキシコーティングレジンを塗布します。通常、1回の塗布で1平方メートルあたり約300グラムです。混合用カップやブラシなどの無駄を考慮して、必要な量よりも多めに混ぜるようにしてください。硬化剤は、100：35の正確な比率でレジンに加える必要があり、小ロットの場合は可能な限り正確に行います（10分の1グラム以内の精度が望ましい）。1つのカップでレジンを混合した後、2つ目のカップに移して再度混合し、混合されていないレジンが滞留しないようにします。 ブラシを使って表面に薄く均一に塗ります。塗りすぎてしまうと、塗膜が流れてしまうので注意が必要です。塗布後、数分後に流れがないか確認し、余分なレジンをブラシで取り除きます。 表面の凹凸をカバーできていない場合など、1回目の塗装の仕上がり具合によって、2回目の塗装が必要になります。2回目の塗装は、1回目の塗装がBステージに達した時点で行います。Bステージは、手袋をはめた指でプリントに触れることで確認できます。粘着性があり、残留物がない状態で、XCRでは通常3時間程度ですが、室温によって異なる場合があります。2回目の塗布後は、気温にもよりますが、約12～24時間放置してレジンを完全に硬化させてください。 注意：混合したXCRレジンを混合用カップ底に5mm以上残したままにしないでください。熱暴走して危険な状態になる可能性があります。余ったレジンはトレイに流して表面積を増やしたり、熱した場合には容器を屋外の安全な場所に移動させたりする必要があります。 ７．研磨（サンディング／ポリッシング） XCRコーティングの仕上がりに満足している場合は、そのまま使用することもできますが、一般的には研磨を行うことで、より一貫したプロフェッショナルな仕上がりを得ることができます。 サンディング研磨のプロセスは、表面を素早く平らにするために使用できる粗いペーパーから始める必要があります。一般的には、＃400や＃800の耐水とドライペーパーで行います。ペーパーの目詰まりを防ぐために、この作業は濡れた状態で行うのが最適です。そして、最低でも＃1200までのペーパーで作業を行います。平らな部分や単一の曲面にはサンディングブロックを使用して、均一で平らな面を維持し、残りの曲面には沿ったペーパーを使用することができます。より細かいグレードの研磨剤に変更する際は、必ずパターンを洗浄して前のグレードの砥粒による傷を防ぐために水を交換してください。 1200番（またはそれ以上）の研磨剤を使った後、NW1研磨剤を使って最終的な研磨を続けます。よほど小さな部品でない限り、この作業は研磨機のフォームパッドで行うのがベストです。 多くのコンパウンドと異なり、「NW1」は水を必要とせず、すぐに乾いてしまうこともありません。このコンパウンドは、使えば使うほど細かくなる自己消化性を持っています。1回の作業で鏡面に仕上げることができます。バフで磨いた後、マイクロファイバークロスでコンパウンドの残りを拭き取ると、完成したパターンは鏡のような光沢になります。 ８．最終的な完成パーツ 2021 版 プロフェッショナル3Dプリンター購入ガイド 適切な3Dプリンタを選ぶのは難しいことではありません。あなたの用途にぴったりのプリンターを見つけてください。本ガイドでは、価格、素材、寸法精度などについて詳しく説明しています。

車のインテリアパネルやスマートフォンホルダーなど、アフターマーケット向けカスタムパーツを手がけるアクシス。 ECサイトでの販売を主軸とする同社にとって、新車発売に合わせた製品投入のスピードは競争力の源泉となっている。2025年4月にFormlabsのSLS 3Dプリンター「Fuse 1+ 30W」を導入した同社は、試作から量産までを一貫して社内で完結させる体制を構築。金型不要の製造プロセスにより、開発期間を従来の6か月から約1か月へと大幅に短縮した。 代表取締役の入江秀行氏に、3Dプリンターを活用した製品開発と量産の取り組みについて話を聞いた。なお、同社が使用するFuse 1+ 30Wをはじめとする機器は、Formlabs正規販売代理店のBRULEから導入している。 Fuse 1+ 30Wで造形した車種別スマートフォンホルダー。赤いアクシスのロゴエンブレムを装着し、染色による仕上げを施している。車種ごとにダッシュボードの形状に合わせた専用設計となっている。 創業17年、車好きに「満足」を届けるアフターパーツメーカー アクシスは東京都練馬区に本社を構え、車およびバイク向けアフターパーツの設計から開発、製造、販売までを一貫して手がけるメーカーで、2009年の創業以来、車好きに向けた製品を作り続けてきた。パートタイムスタッフを含む約30人の社員のうち、2名のエンジニアと1名のモデラーが製品開発の中核を担う。 主力製品は車用品のアフターパーツで、トヨタ、ホンダ、マツダ、スバル、日産など国内主要メーカーのスポーツタイプ車両を中心に、シフトパネルカバーやドアハンドルカバーといったインテリアパーツ、LED製品、ドライカーボンパーツなどを展開している。近年はアウトドア用品にも製品ラインを広げ、「A-TRAS」ブランドでタクティカルラックシステムなどを販売している。 Tokyo Auto Salon 2026に出展した際のブース。アクシスが手掛けるカスタムパーツの使用例が紹介された。 「世界の車好きに自分たちの『満足』を提供し続けることを目標にしています」と入江氏は語る。同社の製品はすべてECサイトを通じて販売されており、国内の大手オンラインモールで車種専用のカスタムパーツを購入できる。新車が発売されるとそれに対応したカスタムパーツをいち早く市場に投入することが求められる。このスピード感こそが、アフターパーツ市場で競争優位を築くための生命線となっている。 ECサイトでの販売という特性上、顧客は全国に広がっている。北海道から沖縄まで、車好きのユーザーが同社の製品を購入している。対面での販売ではないため、製品の品質と迅速な対応が信頼を築く上で重要な要素となる。   金型不要、翌日には試作品を確認できるワークフロー アクシスが3Dプリンターを本格的に活用し始めたのは2025年4月からのこと。現在はFormlabsのSLS（粉末焼結積層造形）3Dプリンター「Fuse 1+ 30W」を2台導入し、後処理装置として「Fuse Sift」1台と「Fuse Blast」1台を組み合わせて運用している。以前はFFF方式（熱融解積層方式）3Dプリンターを試作用途で使用していたが、SLS方式の精度の高さを評価してFuseシリーズへの移行を決めた。 「FDMとSLSでは造形方式がまったく異なるので単純比較はできませんが、SLSはやはり精度が高く、ほぼ図面通りに仕上がります」と入江氏は評価する。 アクシスの造形室に設置されたFuse 1+ 30W。2台体制で毎日の量産に対応している。床にはカーペットを敷き、毎日の清掃を徹底することで粉末の飛散を管理している。 製品開発のワークフローは、まず3Dスキャナーを使って対象となる車両やパネルをスキャンするところから始まる。ハンドヘルド型の3Dスキャナーは、車内の複雑な形状も高精度に取得できるため、取得した3Dデータをもとにリバースエンジニアリングを行い、CADソフトウェアで設計した後、STLデータに変換してFuse 1+ 30Wで造形する。3DモデリングはすべてCADを扱うエンジニアが社内で担当しており、外注に頼らない体制を構築している。 「今までは開発から試作品を作るのに、試作専門の企業に依頼したり、金型を起こしたりしていました。それが今では自社で翌日には試作品を確認できる。量産に入るまでのスピードも格段に上がりました」 入江氏が強調するのは、このスピードがもたらすトライアンドエラーの効率化である。設計チームとの連携もスムーズになり、量産前に起こりうる問題点を早期に発見して解決できるようになった。3Dスキャンを実施した当日中にモックアップを造形し、形状やデザインを確認。翌日には2次試作、翌々日には3次試作というペースで、毎日リバースエンジニアリングベースの試作を繰り返すことで短期間に製品設計を仕上げている。 従来の金型を使った製造プロセスでは、試作品の確認に数週間を要することも珍しくなかった。設計変更が必要になれば、その都度金型の修正や新規製作が必要となり、時間とコストがかさむ。3Dプリンターの導入により、この反復プロセスが劇的に短縮された。   毎日2台を回して量産品を生産 アクシスでは2台のFuse 1+ 30Wを量産用途で運用している。基本的に1日1回のサイクルで2台を同時に稼働させ、1台あたり製品のサイズにもよるが20～30点程度を造形している。2台体制にしているのは生産量を確保するためだけでなく、1台で試作を進めながら別の1台で量産を続けるという使い分けや、万が一の故障時にも生産を継続できるバックアップとしての意味合いもある。 「基本はもう量産用で使っていますので、1日に2台を1回ずつ回している形になります。1台は試作を作って、別の1台では量産をするという形で運用できます。もし故障した場合でも、もう1台が動けるようにという意味も含めて2台体制にしています」 造形後のパーツからパウダーを除去するFuse Blast。バレル式の自動粉落とし機能により、後処理の作業効率が大幅に向上した。以前使用していた他社製のブラスターと比較して、作業時間を短縮できている。 使用している材料はNylon 12（PA12）パウダーで、導入当初はガラス繊維入りのPA12 GFでスタートしたが、リサイクルパウダーと新品パウダーの配合比率の管理が難しかったことから、BRULEのアドバイスを受けてPA12に移行した。ステーなど90℃程度の耐熱性が求められる製品への対応も視野に入れていたが、リサイクル率を重視する観点からPA12での運用に落ち着いた。FormlabsとしてもSLS 3Dプリンターを初めて導入するユーザーには、最も汎用性の高いPA12でのスタートを推奨している。 造形時間についても改善が進んでいる。導入当初はビルドチャンバーの限界近くまで造形することで約20時間を要していたが、FormlabsがリリースするPreFormソフトウェアのアップデートにより、現在は約13時間まで短縮された。PreForm 3.34.0のリリースでは、レーザーの走査パターンの効率性を改善することで造形速度が向上している。レーザーが最上層全体を横断するような移動パターンに変更し、最終的な断面の形状に合わせて粒子を焼結できるようになったことで、直近のアップデート比で25％の造形速度向上を達成した。この時間短縮により、造形13時間とクールダウン3時間を合わせた約16時間のサイクルで1日1回の造形を安定して回せるようになった。 「想像以上に丈夫で、そこは期待以上でした」と入江氏は機器の信頼性を評価する。造形室の床にはカーペットを敷き、毎日の清掃を徹底することで粉末の飛散を管理。消耗品を適宜交換することで、2台を問題なく運用できているという。   車種別スマートフォンホルダーとラックシステム用パーツ Fuse […]

TCT JAPAN 会場限定イベントのお知らせ 平素は格別のご高配を賜り、誠にありがとうございます。弊社ではTCT JAPANにおける弊社ブースにお立ち寄り頂いた方限定でFormlabs「Form4」の特別ディスカウントキャンペーンを開催いたします。 キャンペーン内容の詳細につきましては展示会場にて弊社スタッフにお問い合わせください。