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積層造形とは
積層造形とは、3D プリントとも呼ばれ、デジタル モデルに基づいて材料の層を 1 枚ずつ重ねて、物理（3D）オブジェクトを作成する際に使用されるプロセスです。材料のブロックから削り出して最終製品を作成する切削加工とは異なり、積層造形では材料を付加していくことで最終製品を形成します。
積層造形の種類
積層造形では、ハードウェア、材料の要件、製品の用途に応じて複数のプロセスが含まれる場合があります。
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光造形
光重合液は紫外線の照射によって硬化し、層状のパーツを形成します。高精細な表面加工が可能です。
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結合剤噴射
積層プロセスでプリンティング ヘッドから結合材を噴射して、粉末の下地を固めます。フルカラーの試作品の製造にも使用されます。
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インクジェット
主に表面仕上げや形状テストが必要な場合に使用されます。プリントヘッドから凝固する紫外線硬化材の層を連続的に吐出し、プロトタイプ デザインを形成します。
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材料押出
熱溶解積層法は一般的な 3D プリンティング プロセスで、加熱ノズルから熱可塑性材料を押し出して、スライスされた CAD モデルに基づいて製品を形成します。
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粉末床溶融結合
レーザー ビームや電子ビームによって、敷き詰められた粉末剤（各種金属など）をすばやく溶融して結合します。回路、構造物、パーツの作成に使用されます。
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シート積層
リボン状の金属や紙を超音波溶接や接着剤でそれぞれ接合した後、材料除去プロセスを経て最終形状が完成します。
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指向性エネルギー堆積
多軸ノズルを使用してレーザー溶融材（一般には金属粉末）をプリンティング面に押し出すことで、既存のコンポーネントに材料を追加したり修復します。
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金属鋳造
ジェネレーティブ デザインとシミュレーション ソフトウェアを使用して複雑な金属部品を製造することにより、製造業者は実績のある金属鋳造プロセスの価値をさらに引き出すことができます。
最新の積層造形の活用事例
軽量コンポーネント
産業用途で最も早く積層造形が採用された分野のひとつです。この手法が現在では業界標準になりつつあります。CAD データを基に積層造形を行うプロセスをシミュレーションするテクノロジーが飛躍的に向上しています。
特注コンポーネント
積層エンジニアリングによって製造業者は、カスタム ソリューションをお客様に迅速に提供するために必要な柔軟性を獲得できます。
オンデマンド製造
試作品製作は、積層造形の元々の用途です。今でも試作品製作に広く使用されていますが、多くの企業は信頼性の高い最終製品を 3D プリンティングで製造して提供することに成功しています。
積層造形のエコシステム
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ソフトウェア
積層造形を使った製造には、プリンティング用の CAD ジオメトリの準備に必要な高性能ソフトウェアが不可欠です。
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ハードウェア
オートデスクは数々の先進的なハードウェア メーカーと連携し、統合しています。
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材料
この業界の最前線にある材料科学によって、従来のプラスチックから未来の合金まで、あらゆるものを活用する斬新な手法が生まれています。
積層造形に対応した設計を行うには
積層エンジニアリングは、急速に進化しています。3D プリンティングは今や、金属レーザー焼結、粉末床溶融結合、さらには鋳造やロボティクスも採り入れたハイブリッド技術へと広がっています。
積層造形の現在
積層造形は近年、急速に進化を遂げました。製品を改良する方法を模索している大手製造企業に採用されています。ほぼ瞬時にパーツを製造したり、他の製造技術では再現不可能なフル カスタム設計を実現できるため、積層エンジニアリングへの投資や研究が加速しています。
積層造形の活用事例
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シミュレーション
金属積層造形では、材料が高価なためにリードタイムが短縮されます。コンサルタントやイノベーション ラボ、研究者は、3D プリンティングの失敗を最小限に抑えるため、造形プロセスのシミュレーションを活用しています。
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ロボティクス
ロボットは驚異的な製造能力を有し、プログラマブル多軸機能とコンピュータ ビジョン研究を組み合わせて橋梁を建設するなど、さまざまな分野で急速に活用が進められています。
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ジェネレーティブ デザイン
1 つのアイデアから、高性能で CAD に対応した複数の設計案をすばやく生成します。1 つのアイデアから数千もの解が得られ、その中からニーズに最適なものを選ぶことができます。
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ハイブリッド製造
金属の積層造形では、切削 CNC 仕上げが必要になることがよくあります。ハイブリッド プロセスを成功させるには、設計段階における計画と積層造形段階における調整が必要です。
積層造形のための主なソフトウェア
無償の積層造形ソフトウェアとガイド
学生、教員向けの無償ソフトウェア
3D CAD/CAM 設計ソフトウェア Fusion 360 を学生、教員、教育機関向けに無償で提供しています。
積層造形設計ガイド決定版
製造プロセスにおける積層造形について理解し、導入するためのエンジニア ガイドを入手しましょう。
研究開発
3D プリント製の住宅から、宇宙で活躍する積層テクノロジーまで、積層造形はものづくりの未来を担っています。
積層造形に関する関連リソース
積層造形のトレンドと未来の材料についてご確認ください。
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NASA·の Swamp Works ラボは、ロボット押し出しと呼ばれるプロセスと緩い堆積物で構成される複合材を使用して、居住構造物を 3D プリントする実験を進めています。
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低コストでより安全なプロセスによって、従来の方法が置き換えられつつあります。
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次世代の軽量化の限界を乗り越えるため、自動車メーカーは未来の車やトラックの開発においてオートデスクのテクノロジーに期待を寄せています。
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航空機の部品や家具をはじめ、多くの現代的なオブジェクトと同様に、トポロジ最適化と金属積層造形のおかげで、スケートボードのトラックにも変化が起きようとしています。
