- 2022-10-18
- Nessan Cleary 記事紹介
Voxeljetは、オンデマンド3Dプリントサービスを拡張し、HSS（High Speed Sintering）プロセスによる熱可塑性ポリウレタン（TPU）製パーツの提供を開始しました。
Shun Ping PenがデザインしたこのCoralランニングシューズは、Voxeljet HSS 3DプリンターでTPUでプリントされました
この柔軟な素材は、耐久性のある弾力性、減衰性、高い衝撃吸収性を特徴としています。TPUパーツの用途は、履物産業、ヘルメットやサドル、シートのパッド、伸縮性のあるチューブやホース、シールやパッケージなどさまざまです。
TPU材料は、材料メーカーの Covestro社が、Voxeljet社の意見を取り入れて、HSSプロセスとの相性を確認しながら開発しました。これは、昨年11月に Covestro社と Voxeljet社が共同で行うことを発表したことに続くものです。Voxeljet社のポリマー焼結（HSS）担当グローバルディレクターである James Reeves氏は当時、次のようにコメントしています。「これは、アディティブ・エコシステム全体で本当に緊密なコラボレーションを行うことを強く信じている2社の一致です。特殊粉末材料を加工するHSSの可能性は、非常に大きいです。お客様に材料の選択肢を提供することで、先駆的な製品へのアクセスを加速させることができるのです。
このパートナーシップは、TPUを始めとして、熱可塑性エラストマー（TPE）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、ポリプロピレン（PP）などのさまざまな材料を対象とし、これらの材料が Voxeljetの VX1000HSS 3Dプリンターに確実に適合するよう、それ自体が大量産業生産向けに設計されているものです。顧客は、Voxeljetのアーリーアクセスベータプログラムを通じて、このプリンタでこれらの材料の生産をテストすることができます。
VoxeljetのグローバルプロダクトマネージャーであるTobias Grünは、「材料メーカーと機械メーカーが密接に協力することで、共同のノウハウを束ね、3Dプリントプロセスだけでなくパーツの品質も調整・最適化することができました」と述べています。
高速焼結では、加熱された造形プラットフォームにポリマー粉末の細かい層を広げ、その上に熱吸収インクを使って造形するパーツの対応する層を印刷します。その後、赤外線を照射してポリマー粉末の印刷部分を溶かし、未印刷部分を残します。この工程を繰り返して、部品を一枚一枚積み上げていく。このようにして、複数のパーツを並べて印刷することで、造形エリアのスペースを最大限に活用することができます。
印刷工程によって、TPUは非常に柔らかく弾力性のあるものになったり、非常に硬く粘着性のあるものになったりします。HSS方式では、赤外線吸収インクの使用量によって、これらの特性を決定することができます。
Voxeljetは、Xaarプリントヘッドと連携し、これらのヘッドが提供する異なるグレーレベルを使用して、レイヤーごとに異なる製品特性を作り出しています。これに加えて、ほとんどの 3Dプリンティング手法では、部品を構成する格子構造の肉厚を変えるなど、設計のジオメトリによって部品の強度を変化させることができます。
Grunは次のように説明します。「HSS技術と TPU素材を組み合わせることで、本来は硬くて応力の高い部品に、柔らかい特性を持たせることができるのです。これは、プラスチック部品の 3Dプリントの全く新しい、非常に個性的なアプリケーションの可能性を開くものです。」
Voxeljet社は、同社の HSS印刷プロセスで製造された TPU部品は、他の TPU 3D印刷プロセスと比較して、特に長持ちする永久弾性と優れた反発特性を有すると主張しています。このプロセスは、材料が皮膚に接触したときに細胞や組織に損傷を与えないことを確認する細胞毒性試験に合格しています。
Grunは、「HSSプロセスでは、個別化されたポリマーパーツをオンデマンドで、高い品質と速度で、比較的低コストで製造することができます」と述べています。高速焼結は、大判のプリントヘッドを使用するため、経済的で効率的、かつ資源を節約できるソリューションです。この技術は、未来志向の製品に大きな可能性を与えてくれます。」
HSSプロセスおよびオンデマンドサービスの詳細については、voxeljet.comでご覧いただけます。
