技術情報:光造形

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光造形とは

光造形とは 液状の紫外線硬化性樹脂に紫外線レーザーを照射し、硬化された層を積層することで立体物を製作する技術です。3次元データを忠実に立体化することが出来、製作時間が短く低コストであることから製品開発の初期検討試作で多く活用されております。

光造形品の用途

光造形品は開発段階における形状確認、機能検討用試作品、営業用サンプル、加工用冶具などに利用でき、航空、自動車、家電、民生機器、情報通信等の幅広い分野の製品開発のアイテムとして多目的に用いられています。
更には医療分野でも応用されており、CTスキャナー、MRI等の測定器断層データを基に、患部の立体樹脂モデルを製作する用途などで活用されています。

デザイン

  • 意匠・形状の確認用試作モデル
  • プレゼンテーション用評価モデル
  • 3Dデーターチェック用モデル

3Dデータのみでは確認できない立体的な意匠確認や感触やグリップ感等を検討したい場合などに活用されるほか、透明部品も製作可能な事からレンズ関係の意匠検討部品としても活用されています。

  • 透明度のレベルは別途仕上げレベルをご確認ください。

製品開発・製品設計

  • 機能確認用試作モデル
  • 性能評価用試作モデル
  • 実装評価用試作モデル
  • 可視化評価用試作モデル

工業製品開発において、エンジニアリング試作サンプルとして多く活用されています。
具体的には、メカ等を組み付け、干渉チェック等の実装評価や透明材を使用し可視化モデルでの評価等に活用されています。 3DCADでの評価の流れも有りますが、立体での評価も依然多く使われています。

生産技術・製造技術

  • 型製作前の検討用モデル
  • 生産工程の検証用モデル
  • 注型用マスターモデル
  • 生産用冶具(塗装冶具)

金型製作に入る前に、事前に試作品にて最終確認用サンプルとしての活用されています。
金型が完成するまで評価が出来ない、金型完成後に問題が発生した場合、改修時間・費用が発生し多くのロスが発生してしまいますが、事前に光造形で評価する事で費用削減・期間短縮につながります。

製作のプロセス

PROCESS1

3Dデータを作成し、STLデータに変換し、積層数(n層)に合わせたスライスデータを作成します。

PROCESS2

3DCADデータにより最適なモデルの造形角度設定とサポート設定を行います。造形データとして一層ずつに分けられたスライスデータを造形機が認識し、一枚の硬化物を複数積み重ね成形していきます。

PROCESS3

造形テーブルにレーザーが照射され、製品を固定するためのサポートと同時に一層ずつ造形されていきます。

PROCESS4

一層分の形状が生成された後、造形テーブルが一層分下がり次の層を造形していきます。

PROCESS5

徐々にモデルの造形が進み形が現れてきます。積層の一層あたりの高さは0.1mmで造形されます。

PROCESS6

最後の層まで成形し終わると、造形テーブルから丁寧にモデルを取り外し、モデルに付着している樹脂とサポートを除去すれば完成です。

寸法精度について

光造形製品では、除去加工と異なり付加加工のため、材料収縮の影響を受け易く硬化させる層の厚さや広さにより収縮が大きく異なり寸法誤差要因になります。
また、積層方向(高さ方向)においては一層毎で発生する余剰硬化(制御不可能な厚み)にて寸法誤差が大きくなる傾向があります。

積層ピッチについて

光造形機の積層は一層あたりの高さを0.1mmで設定しています。このことから、微細形状を反映できないというデメリットが有ります。
目安として、製品形状が0.5mm以下の部位は形状再現ができない場合がありますので、事前にスタッフと相談されることをお勧めします。

製作可能サイズ

アークオンラインサービスの定型サイズは、以下のサイズとなります。最適な造形を行う場合、板厚及びサイズ面で制限がでてくる事から肉厚形状・大型サイズ等のご要望がある場合は、お問い合わせください。

製作サイズ X方向(横)200ミリ+Y方向(縦)200ミリ=400ミリ以下である事
Z方向(高さ)100ミリ以下である事
板厚 造形に適している板厚200ミリ角に対して1t~1.5t

仕上げレベル

ARRK ONLINE SERVICEの標準仕上げレベル(下記写真)にて製作します。

RP-01(ABSライク)

仕上げレベルとしてサポートの除去及び、#240にてサンドペーパー仕上げとなります。

RP-02(透明タイプ)

仕上レベルとしてサポートの除去及び♯400にてサンドペーパー仕上げ、後処理としてクリアー塗装を行います。

スリット形状

表面(キャビティ側) #400仕上+ウレタンクリアー塗装

平板形状

F表面(キャビティ側) #400仕上+ウレタンクリアー塗装

使用材料(物性表)

1.表内の値は代表値であり、保証値ではありません。

ご依頼材料NO 樹脂
グレード
特徴 外観 物性(代表値 ※1)
引張強さ 引張弾性率 曲げ強さ 曲げ弾性率 破断伸び アイゾット衝撃値 硬度 荷重たわみ温度
条件
(MPa)
条件
(MPa)
条件
(MPa)
条件
(MPa)
条件
(%)
条件
(J/m)
条件 条件
(℃)
RP-01
(ABSライク)
ABS
ライク
高靭性用途向け。 白濁 JIS K
7162
47
(49)
*1
JIS K
7162
1700 JIS K
7171
67
(71)
*1
JIS K
7171
2030
(2090)
*1
JIS K
7162
18
(20)
*1
JIS K
7110
51 JIS K
7215 ショアD
- JIS K
7191
63/
H56
(56/
H62)
*1*2
RP-02
(透明タイプ)
透明 透明樹脂の中では比較的耐熱性が良い。
初期やや黄ばみ性があるが数週間で退色する。
透明 JIS K
7113
44 JIS K
7113
1670 JIS K
7171
68 JIS K
7171
1840 JIS K
7113
8 JIS K
7110
34 JIS K
7215
ショアD
83 JIS K
7191
53/
H49
*2
  1. *1( )はポストキュアー後の数値
  2. *2荷重重さを低荷重と高荷重の2種を掲載。Hは高荷重を示す

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