金属積層造形プロセス, 金属3Dプリンティング技術

積層造形(3Dプリンティング)

ほんの数年前まで、積層造形(3Dプリンティング)は、ラピッドプロトタイピングや科学研究、あるいは最先端のエンジニアリングプロジェクトでのみ使用される道具にすぎませんでした。それが今や、本生産のための技術として多くの注目を集めています。3Dプリンティングは、部品を製造するための積層法として重要なだけでなく、状況に応じたツーリング製作にも不可欠です。Altairのソフトウェアでできることは、独自の試作品製作だけに留まりません。ロバストなシミュレーションツールチェーンを使って、製造工程設計をサポートすることも可能です。

AltairとTCT

製造向け金属3Dプリンティング(積層造形)

AltairとTCT Magazineは、金属3Dプリンティング(積層造形)技術を用いた連続製造に対する業界の需要と適応状況に関する調査を進めています。詳細については、調査レポートをご覧ください。

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トポロジー最適化で設計され、金属積層造形法で製造された生産部品

トポロジー最適化

3Dプリンティングの美学ともいえる独特の有機的な形状は、トポロジー最適化と呼ばれるプロセスにおいて生成されます。3Dプリンティングとトポロジー最適化を組み合わせることで、設計の自由度とクリエイティビティが格段に広がり、これ以上ない最高の設計を生み出すことができます。トポロジー最適化の先駆的ツールAltair® OptiStruct®で、革新的かつ軽量で構造的に効率の良い形状を生成することができます。

3Dプリンティング(積層造形)向け設計に対応したソフトウェア

シミュレーション主導の設計

“Simulation-driven Design(シミュレーション主導の設計)”とは、設計開発過程の後半で検証のためにCAEを用いる従来のプロセスから脱却し、最初にCAEを使って発想を得て、モノづくりの変革を起こす、というものです。経験と勘だけに頼らず、強度、軽量化、共振などの技術課題を最初から考慮し、トポロジー最適化でカタチを発想することで、はじめから適切な設計案を作ることができ、作業期間の短縮、手戻りの削減が可能な真のフロントローディングを実現できます。

Altairが、3Dプリンティング向け設計をサポートいたします。

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生産技術シミュレーション

3Dプリンティングを行う場合Altair Inspire Print3Dは、材料使用量、プリント時間、後処理を低減し、開発や3Dプリンティングのコスト削減を可能にするツールです。高速かつ正確なツールセットで、レーザー溶融法(SLM)部品の設計と製造プロセスをシミュレーションできます。プロセスや設計のどの部分を変更すれば製造効率を高められるかを素早く把握し、そうした変更を施したパートや支持構造の形状を、主要な3Dプリント準備ソフトウェアにエクスポートすることができます。Inspire Print3Dなら、部品をプリントする前に変形、層間剥離、過熱といった潜在的な問題を特定して修正することも簡単です。

従来の製造法に3Dプリンティングのツーリングを導入する場合: 3Dプリンティングを前提として部品を設計することが理にかなっていない場合でも、ツーリングには適しているかもしれません。積層造形法は近年、治具や固定具に加え、コア、鋳型、金型の製作に積極的に採用されています。製作時間を圧縮すればリードタイムの短縮につながりますし、3Dプリンティングならツーリングの実物を保管しておく必要もありません。Altairのツールでは、多様な製造法をシミュレーションすることができます。

製造技術一覧

エレガントなソリューション

様々な産業で活躍OptiStructのトポロジー最適化では、予想される荷重、利用可能な設計空間、材料、コストなどの設計パラメーターを加味した最適な構造が生成されます。設計プロセスの初期段階で導入すれば、質量の最小化と剛性の最大化を両立した設計を実現できます。トポロジー最適化なら、従来の製造法だけでなく積層造形における最適な材料分布を求め、設計を比較検討することが可能です。

開発初期段階で活躍Altair® Inspire™では OptiStructの新たな活用方法を実現し、トポロジー最適化を適用する段階をさらに早めることができます。どちらのツールでも、対称パターン、抜き方向、空洞回避、オーバーハング角度、押出などの複数の製造性制約条件を考慮できます。トポロジー最適化を活用すれば、迅速な設計探索、開発プロセスの効率化、部品統合の可能性の見極めなどが可能になります。

ヘルスケアについて

性能の向上

ラティス構造3Dプリントがユニークである理由は、ラティス構造として認知されているごく小さなセルで構成され、複雑な外形形状を持つ中空の立体物を製造できる能力にあります。現行のOptiStructでは、トポロジー最適化が強化されたことにより、ソリッド構造とラティス構造を組み合わせることができます。ラティス構造については、引っ張り、圧縮、せん断、曲げ、ねじりに対する剛性や疲労寿命を検証できます。

熱効率: Altair CFD™Altair® HyperStudy®により性能を改良できた例として、油圧バルブブロック、タービンブレード、熱交換器、コンフォーマル冷却チャンネルの付いた射出成形の金型などがあります。モデルのパラメーター化は、Altair® HyperMesh®のモーフィングテクノロジーによりシミュレーションモデル内で直接実行できます。このアプローチにより、シミュレーションのリードタイムを最小限に抑え、設計案を素早く評価するとともに、自動最適化プロセスによってイノベーションを押し進めることができます。

航空宇宙について

3Dプリンティングに関する資料

最適化で高く飛ぶ - シーベル社CAMCOPTER® S-100の設計最適化

オーストリアのウィーンに本社を置くSchiebel Groupは、属3Dプリンティングや高度なシミュレーションソリューションなど、さまざまなハイエンド製造技術を用いてCAMCOPTERR S-100の開発・製造を行っています。 Schiebel社は、各国の規制に準拠しながら、S-100を可能な限り軽量化して、機体の到達範囲を広げたいと考えていました。

Customer Stories

JATC2017 金属技研株式会社の金属積層造形とトポロジー最適化の適応事例について

Conference Presentations

3Dプリント向けシミュレーションツールAltair Inspire Print3Dでできること

設計されたパートを造形(3Dプリント)する前に Altair Inspire Print3D で様々な検討が可能です。造形時間、残留応力、熱変形、サポート材料などの最小化機能を紹介します。 ◆Altair Inspire Print3Dとは 3Dプリンティングに適した設計とシミュレーションソフトウェアで、材料使用量、プリント時間、後処理を低減し、開発や積層造形のコスト削減を可能にします。レーザー溶融法(SLM)部品の設計と製造プロセスをシミュレーションできます。

Quick Start

積層造形向けの設計/シミュレーションツールInspire Print3Dご紹介ウェビナー

<2020年2月18日(火)放送>
Altair Inspire Print3Dは積層造形の方向やサポート材の検討、プリントシミュレーション、造形プロセスにおける欠陥の特定、プリント用ファイルのエクスポートが可能なソフトウェアです。Inspire Print3Dのこれらの機能や特長を紹介するウェブセミナーを開催しました。

■主な機能と特長
- 部品やサポート材の設計 - 操作方法がわかりやすいユーザーインタフェース - プリント解析 - 欠陥の特定 - プリント準備

■放送中にいただいた質問
Q: 現在Evolveを使用していますが、バージョンアップはどうすれば良いですか?
A: 弊社もしくは販売代理店までご連絡いただければ、Inspire Studioのライセンスをご案内します。尚、EvolveデータはInspire Studioで読み込めますが、構成履歴がなくなってしまいますのでご注意ください。

■無償試用版 14日間の無償試用版をご利用いただけます。 Altair Oneよりお申し込みください。

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