固体自由形状加工とは何ですか？

Solid Freeform Fabrication（SFF）は、カスタムの金型や金型を必要としない特定の部品やコンポーネントの生産です。 これらは、コンピューターファイルと慎重に制御された機器を使用して、レイヤーごとに構築するフリーフォームプロセスで製造されます。 いくつかの方法が利用できますが、そのすべてがコンピューター支援設計（CAD）およびプロセス制御ツールに依存しています。 プラスチック、金属、樹脂を使用して、完全に機能し、使用可能なさまざまな3次元コンポーネントとプロトタイプを作成できます。

4つの一般的なタイプのソリッドフリーフォーム製造が使用されています。 それらは、3次元で生成されるオブジェクトを正確に描写するコンピューターファイルの生成から始まります。 コンピューターは、製造に使用される材料の厚さに基づいてオブジェクトを一連のスライスに分割し、それらを生産ユニットに送ります。 スライスを1つずつ重ね、オブジェクトが完成するまで積み上げます。

1つのオプションは、レーザーが粉末材料を融合して各層を作る選択的レーザー焼結です。 積層オブジェクトの製造では、コンピューターが一連のレイヤーを作成し、それらを相互に接続します。 光造形法では、樹脂のプールに沈めたプラットフォームを使用します。 プラットフォームを紫外線にさらして層を硬化させ、その後下げてプロセスを繰り返すことができます。 プラットフォームが下がると、オブジェクトは形を取ります。

ソリッドフリーフォーム製造のもう1つの形式は、融合堆積モデリングです。 これは、加熱されたプラスチックを使用して、ノズルを通して強制的に層を作成します。 連続する各レイヤーは、硬化時に最後のレイヤーの上に構築され、完成したソリッドオブジェクトを作成します。 最適な製造方法は、使用する材料と製造するオブジェクトの種類によって異なります。

大学は研究開発で固体自由形状製造を使用しており、エンジニアはプロセスをより速く、より安価にするために新しい技術にも取り組んでいます。 これには、まったく新しい生産方法の研究が含まれる場合があり、その一部は最終消費者がアクセスできるようにすることを目的としています。 たとえば、消費者は製品を購入する代わりに、個人用の3次元プリンターに供給するファイルを購入して、インスタント出力を作成できます。

メーカーは、プロトタイプとカスタムコンポーネントの作成にこの技術を使用しています。 たとえば、独自のツールを作成すると、この方法ではるかに費用対効果が高くなります。 また、防衛関連の研究開発が進行中の、固体自由形状製造の軍事用途もあります。 この分野でのキャリアは非常に多様であり、大学の学位は通常、堅固なフリーフォーム製作で働くことが必要です。