金属3Dプリンターによる造形は、複数の工程を経て高精度な製品を生み出します。ここでは、当社の基本的な造形プロセスと、それを支えるソフトウェアの活用について紹介します。

金属3Dプリント造形の基本的な流れ
一般的な金属積層造形（AM）のプロセスは、以下のように進められます。

1. 3Dデータの作成（CADソフトを使用）
2. STLファイルへの変換
3. データのチェックと修正
4. サポート構造の設計
5. 造形機へのデータ転送とスライス処理
6. 造形物の製造
7. 後処理（サポート除去、表面処理など）

特に、STLファイルへの変換からスライス処理までの工程では、造形の精度を左右する重要な要素が多く含まれています。そのため、専門的なソフトウェアを活用し、適切なデータ準備を行うことが不可欠です。

CADデータのインポートとSTLへの変換
3Dプリント用のデータ準備では、CADデータをSTL形式に変換する作業が必要です。Materialise社の「Magics」では、STEPファイルの読み込みに対応し、設計者が作成した3DデータをスムーズにSTLへ変換できるようになっています。また、メッシュ編集だけでなくBREP（Boundary Representation）編集機能も備えており、造形前の形状修正を容易に行うことができます。

このような機能を活用することで、CADソフトでの作業負担を減らし、効率的に造形準備を進めることが可能となります。

金属AMにおける課題 – 熱応力による変形と収縮
金属3Dプリントにおける最大の課題のひとつが、造形中に発生する熱応力による変形や収縮です。造形時にはレーザーによる局所的な加熱と冷却が繰り返されるため、金属内部に大きな応力がかかります。これにより、造形物が歪んだり、収縮が生じることがあります。

サポート構造の設計とその重要性
この熱応力による影響を抑えるために、適切なサポート構造の設計が求められます。サポートは、造形物を基板に固定するだけでなく、熱を逃がす役割も果たします。

ただし、サポートを過剰に配置すると、除去作業が難しくなり、造形物の品質にも影響を及ぼす可能性があります。そのため、サポートの形状や配置を最適化するためのノウハウが重要となります。

JAMPTでの取り組み
当社では、金属3Dプリント造形の精度を向上させるために、シミュレーション技術や自動サポート設計を活用しています。造形失敗の原因の約8割が熱変形に起因するとされており、以下のような問題が発生することがあります。

- サポート不足
- リコーター干渉
- 収縮線／クラック
- 過溶融（熱だまり）

当社では、これらの問題を事前にシミュレーションし、最適な対策を講じることで、造形成功率を向上させています。また、サポート形状の自動最適化によるコスト削減や、除去作業の省力化にも取り組んでいます。

まとめ
金属3Dプリントでは、熱応力による変形や収縮が課題となりますが、適切なサポート設計とデータ準備によって、その影響を最小限に抑えることが可能です。当社では、専門的なソフトウェアを活用し、高品質な造形物を提供できる体制を整えています。金属積層造形をご検討の際は、ぜひご相談ください。