2017
02.03

射出成形と3D Printer

GClue

佐々木です。

お隣、宮城県の宮城県産業技術総合センターの主催のMDE人材育成事業「樹脂部品小ロット成形コース」を受講してきた。このコースの特徴は、3D Printerで印刷した金型を用いて射出成形をするというDigital Direct Manufactureの最先端の講習である。

講師は、大塚商会の方で、最初に射出成形の流動解析ができるMoldFlowを用いて、射出成形時のシミュレーションをおこなった。MoldFlowは、Windowsマシンのみ対応しており、作成した3DモデルをSTLで出力し、MoldFlowに取り込む事が可能となる。取り込んだ後は、射出口を設置し、解析する。STLに対応している事で、Fusion360で作成したオブジェクトのシミュレーション等も可能になる。

http://www.autodesk.co.jp/products/simulation/features/simulation-moldflow/all/gallery-view より

MoldFlowでのシミュレーション後は、SolidWorksを用いて、金型のモデルデータの作成をおこなう。SolidWorksは、初めて使ったので、この作業が難航する。Fusion360でも同じデータは作成できるので、金型の作り方を中心に、いろいろとノウハウを詰め込む。ちなみに、SolidWorksは、全世界の 80 ヶ国、148,600 の施設で、1,589,600 を超えるユーザーが使用しており、この業界の標準とも言えるソフトウェアになる。Makers系は、Fusion360が主流になりつつあるが、本業系はSolidWorksが主流といった感じになる。

金型は、VeroGlueとデジタルABSで印刷するといいらしい。VeroGlueは、Object Desktopシリーズ(価格は200万円代〜)で印刷可能で、デジタルABSは、Object Connexシリーズ(価格は2000万円代〜)で印刷可能である。下記写真が、実際に大塚商会さんの方で、印刷した金型になる。左側がデジタルABSで、右側がVeroGlueになる。デジタルABSの金型になると、うまく作れば100個ぐらいの成形が可能になるとの事。

オンラインでデジタルABSを印刷できるサービスも増えてきているので、実際に金型を作る場合は、オンラインの入稿サービスを使う事になる。

3D Printerで金型を印刷するメリットは、圧倒的な速度にある。

StratasysのWhiteペーパーよりの抜粋

簡単な金型なら、1日と、5万円程度のコストで作成する事が可能になる。

2日目からは、EasyMoldを用いて、実際にハンドヘルドな射出成形をおこなった。EasyMoldは、デジタルファクトリーが開発/販売している卓上の超小型射出成形装置である。価格は、6Gタイプが¥680,000で、8Gタイピが¥780,000となっている。

まず、測りで素材の分量を計測し、EasyMoldに注入する。注入した場所が、250度程度に加熱されているので、しばらくたつと、素材がドロドロに解け始める。

今度は、デジタルABSの金型(白)を、FDM系の安い3D Printerで印刷したABSの固定軸で固定する。

 

EasyMoldに設置する。

この状態でハンドヘルドで射出成形を実行。

実際に自分でやって成形したものがこちら。ちょっと焦げ目がはいっている。

今度は、違う型を用いて再度Try。今度は、ある程度うまくいった。

今回のワークショップでは、SolidWorks(3Dデータ作成) ->MoldFlow(解析) -> デジタルABSで印刷(事前に印刷) -> EasyMold という流れで、射出成形を体験する事ができた。

今風にアレンジすれば

Fusion360(3Dデータ作成) ->MoldFlow(解析) -> DMM 3D Print でデジタルABSを印刷 -> EasyMold

という流れで、卓上射出成形の機材をなんとか用意できれば、1回10万円以下で、個人でも射出成形での成形にチャレンジする事ができるようになる。FaBoでも、2017年は、簡易なBeaconケースを、この方法で作成していこうと思っている。

また、海外に目を向ければ、こんな玩具スタートアップも現れている。

今回は、宮城県産業技術総合センターさんと大塚商会さんには、最先端で実践的な講習会を開催していただきありがとうございました。

第二弾、第三弾の開催を期待しております!

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