ブログ

Jul 29, 2023

Anisoprint CEO Fedor Antonov が語る連続繊維 3D プリンティングに関する 3 つの知られざる事実

Con un decennio di esperienza, si può dire con certezza che Anisoprint sa una o due cose.

10 年にわたる専門知識を持つ Anisoprint は、連続繊維 3D プリンティングについてある程度の知識を持っていると言っても過言ではありません。 このロシアのメーカーは、高強度の強化部品を製造できる複合繊維共押出 3D プリンターを専門としています。 同社はまた、ニッチ技術の多数の応用を可能にする繊維強化材料の開発と供給も行っています。

7 月 21 日に同社の CEO、Fedor Antonov が配信する教育ウェビナーに先立って、アニソプリントにこのテーマについてもう少し詳しく聞いてみました。

繊維量が多いだけがすべてではない

複合材の製造に携わるエンジニアは、部品の強度に関して、高い繊維体積比が非常に重要であることを知っているでしょう。 ほとんどの専門用および産業用コンポーネントは、たとえば従来の自動ファイバー配置機械で製造する場合、約 40% ～ 60% を必要とします。 これらの機械は、圧力ローラーを使用して接着を引き起こし、繊維の束に沿って基材のシートを体系的に配置します。

積層造形複合部品に関しては、健全な 50% を詰めることができれば素晴らしいのですが、多くの場合、それは現実的ではありません。 問題は、繊維体積比が高くなると、閉じ込められた空気を押し出すために層間の強化が必要になることです。 これは、隣の層を確実に接着させるために、各層の後にさらに圧力を加える必要があることを意味します。

ローラーの角度制限と転がされる部品の安定性制限により、薄壁やオーバーハングなどの 3D プリント部品の特定のセクションを統合することが困難になる場合があります。 このような圧力では、複合材料に最適な形状である格子構造を作成することはできません。格子構造は薄い​​壁で構成されているためです。 したがって、繊維の体積が多いほど、より多くの設計の自由度を放棄することになります。これが 3D プリンティングの主な利点の 1 つであるはずであることを考えると、残念な関係です。

チョップドファイバーと連続ファイバー

強化繊維は、チョップドファイバーと連続繊維の 2 つの主なカテゴリに分類できます。 機能的には全く同じように聞こえるかもしれませんが、部品の機械的特性に大きく異なる影響を与えます。

アントノフ氏は次のように説明します。「短繊維と連続繊維の間には多くの混乱があります。どちらも複合材料を形成しますが、実際に「強化」と見なせるのは連続繊維だけです。切断された繊維は方向性を持たずに単に材料マトリックスを埋めるのに対し、連続繊維は端から端まで走ります。複合材料の強度は繊維に沿って決まるため、連続繊維が強い部品を得る唯一の方法です。」

この違いは重要です。 Anisoprint 独自の社内テスト データを見ると、チョップドファイバーを充填した複合材料は純粋なプラスチックの約 2 倍の強度を持つ傾向があります。 印象的なことに、連続繊維を充填した複合材料は約 30 倍の強度を持つ可能性があり、これは非常に明らかな違いです。

カーボンだけじゃない

炭素繊維プリンティングは、連続繊維 3D プリンティングと同じ意味で使用されることがよくあります。 カーボンファイバーは最もよく知られているものの 1 つですが、補強に使用できる他の素材もあります。 このテクノロジーの利用を検討しているエンジニアは、グラスファイバー、アラミド、玄武岩、さらには天然繊維にさえもアクセスできます。これらはすべてさまざまな特性と使用例を備えているからです。

アラミドは、カーボンファイバーと同様に、部品の強度を高めることで知られていますが、カーボンファイバーでは得られない優れた耐衝撃性と損傷耐性も追加します。

コスト効率が重要だが、部品の強度が優先順位のリストであまり高くない場合には、炭素の経済的な代替品である玄武岩が好まれる場合があります。 Anisoprint の複合カーボンファイバー / CCF で強化されたプラスチックは、通常、最大 860MPa の強度を示します。 ただし、玄武岩ベースの材料 (CBF) で強化されたプラスチックは 600MPa に達し、価格はわずか 3 分の 2 なので、より高いコストパフォーマンスが得られます。

現在市場に出回っている連続繊維 3D プリンティング技術について詳しく知りたい読者は、ここから来週のウェビナーにサインアップできます。 講演者のフョードル・アントノフは基礎力学の博士号を取得しており、複合材料を扱う学術上および産業界で 10 年以上の経験があります。

積層造形の最新ニュースについては、3D プリンティング業界のニュースレターを購読してください。 Twitter でフォローしたり、Facebook で「いいね」をしたりすることで、つながりを保つこともできます。

積層造形でのキャリアをお探しですか? 業界でのさまざまな役割については、「3D プリンティングの求人」にアクセスしてください。

注目の画像は、最適な強度を実現する内部格子構造を備えたアニソプリント部品を示しています。 アニソプリント経由の写真。

Kubi Sertoglu は機械工学の学位を取得しており、執筆への親近性と技術的背景を組み合わせて積層造形の最新ニュースやレビューを提供しています。