熱溶解積層造形のワザ1

2013-06-17

サポート形成をモデリングせよ

保有の熱溶解積層造形では、各層においてモデル本体部分とサポート部分が交互に積層造形されていきます。
例えば各層にモデル部分とサポート部分の両方がある場合、サポート部分の1層目を造形したら、ノズルがモデル材の方に切り替わり、モデル部分の1,2層目を造形します。以降、切り替わりながらサポート部分の2,3層、モデル部分の3,4層
、サポートの4,5層・・・ と積層していきます。
その際のモデル材とサポート材の切り替えには、ヘッドが
ホームポジションに戻り、それぞれのヒーターのオン-オフをして、設定温度に達したら造形を始めるという動作をします。
この切り替えの動作が全体の造形時間に大きく関わるので、この部分に工夫を加えることにより、造形時間を短縮できる場合があります。機器自体には手を加えることはできないので、造形するモデル側で工夫します。

実施例は、類似の形状で説明をします。
形状は半径100mmの半球状の物だったので、造形サイズを超えることと、出来上がり(見た目)をよくするために、半球の1/8をつなぎ合わせて作る方法で行いました。
つなぎ合わせるためのインロー構造を設けたため、最上部の先端を支えるサポート材が形成される状態となりました。
org01 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
org02 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

上:3Dモデル 下:造形ソフトで処理した状態(グレーの部分がサポート材)

この処理の結果、造形時間は3h43m(223分)となりました。そこで時間短縮を図るべく、以下の様にサポートの部分をモデル化したところ 
imp01 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
imp02 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
造形時間は1h54m(114分)で約半分となり、劇的な効果が得られました。これは、初めの方と終わり以外はモデル材のみで造形が進み、前述した切り替えの時間が削除されるために得られた効果です。
また、モデル化したサポート部分も内部が空洞で且つサポート材で埋まらないような構造にすることが大切です。
sphere0.0625断面 

 
左図:モデル化したサポート部分の断面
 
 
 
 
 

水平面から45°以上の傾きにはサポー材が形成されないことも大いに利用します。
その結果、造形時間の短縮だけではなく、材料の使用量も減らすことが出来ました。
工夫前 モデル材:15.74cm^3 サポート材:6.36cm^3 計22.10cm^3
工夫後 モデル材:17.55cm^3 サポート材:2.69cm^3 計20.24cm^3(8.4%減)
サポート材が減るかわりにモデル材が増えますので、モデル材を大切に使いたい場合は有効ではありません。
しかし、お客様側に立つと、トータルで材料使用量が減ると言う事は材料費の削減になります。そこは考え次第、ケースバイケースです。

以上の様に、トレソルでは費用低減を考えてお客様に提供できないかを考えております。


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