基礎から分かるアディティブマニュファクチャリング

What is Additive Manufacturing? アディティブ
マニュファクチャリングとは？

アディティブマニュファクチャリングとは、素材となる金属を積層することで、さまざまな形状を作り出す加⼯⽅法です。「⾦属3Dプリント」や「⾦属積層造形」とも呼ばれています。
通常、⾦属を加⼯する場合は素材から削って加⼯する除去加工が主流ですが、近年はこの積層加⼯が注⽬を集めています。

さまざまな業界で積層造形技術による製品が注目されており、設備本体や材料粉末など、アディティブマニュファクチャリングに関する市場が非常に高い成長を続けています。今後も拡大が期待できます。

従来の加工方法では、ひとつのワークごとに治具や工具を整える必要があるため大量に生産することで１つあたりの単価が下がりますが、AM加工はこれらが不要になるため、単価は一定となります。

従来の加工方法では、ワークの設計が複雑になると、高い加工技術が要求されたり段取り替え回数が増えたりとコストが高くなりますが、AM加工では、プログラムで描いたワークがそのまま造形できるため、形状の複雑さに左右されず一定の単価で生産できます。

従来の加工方法では、ワークを軽量化することで加工時間を要しコストが上がりますが、AM加工は軽量化するほど加工時間と材料費を低減でき、単価を下げることができます。

燃焼室
コンフォーマル冷却管を
内蔵した部品の製造

⼈⼯関節
患者⼀⼈⼀⼈に合わせた
インプラントの製造

インペラ
量産時に使用する同じ材料を
用いた試作品の製造

ひとくちにアディティブマニュファクチャリングといっても、その⽅式はさまざまです。
ここでは、代表的なものとして、⾦属の粉末を用いる⽅式について紹介します。

	パウダーノズル方式［DED(ディレクティッドエナジーデポジション)方式］	パウダーベッド⽅式［PBF(パウダーベッドフュージョン)方式］	バインダージェット⽅式

	金属粉末をノズルで供給しレーザで溶融させて積層	⾦属粉末を敷き詰めた台にレーザを照射して積層	⾦属粉末を敷き詰めた台に樹脂を投下して積層
メリット	⽐較的⼤きなワークに対応できる既存のワークへの積層が可能（修理など）異なる素材を組み合わすことが可能	⼩型の精密ワークに向いている⼀度に多数のワークが⽣産できる	小型ワークに向いている積層時間が短い⼀度に多数のワークが⽣産できる
デメリット	⽐較的設備サイズが⼤きくなりがち CAMのプログラミングが必要	粉末の⼊替えやメンテナンスにやや⼿間がかかる	ポストプロセスが多い技術的に未熟な部分がある（他の方式と比較して）ワークの造形後、炉に入った後に大幅に縮む
ターゲット	⼤型ワーク⾦型などの修理	⼩型の複雑形状部品	試作品

このほかにも、⾦属の粉末ではなく、ワイヤやシート、ペレットを基に加⼯する⽅式もあります。
次のページでは、このなかでも特に主流な⽅式の⼀つである、パウダーベッド⽅式（SLM⽅式）について解説します。

	パウダーノズル方式［DED(ディレクティッドエナジーデポジション)方式］	パウダーベッド⽅式［PBF(パウダーベッドフュージョン)方式］	バインダージェット⽅式

	金属粉末をノズルで供給しレーザで溶融させて積層	⾦属粉末を敷き詰めた台にレーザを照射して積層	⾦属粉末を敷き詰めた台に樹脂を投下して積層
メリット	⽐較的⼤きなワークに対応できる既存のワークへの積層が可能（修理など）異なる素材を組み合わすことが可能	⼩型の精密ワークに向いている⼀度に多数のワークが⽣産できる	小型ワークに向いている積層時間が短い⼀度に多数のワークが⽣産できる
デメリット	⽐較的設備サイズが⼤きくなりがち CAMのプログラミングが必要	粉末の⼊替えやメンテナンスにやや⼿間がかかる	ポストプロセスが多い技術的に未熟な部分がある（他の方式と比較して）ワークの造形後、炉に入った後に大幅に縮む
ターゲット	⼤型ワーク⾦型などの修理	⼩型の複雑形状部品	試作品