金型不要の試作へ――MEX方式金属3Dプリントの導入

浜松メタルワークス株式会社は、MIM（金属粉末射出成形）による高精度な金属部品製造を行っています。同技術は高精度かつ量産性に優れる一方で、金型製作に伴う初期コストやリードタイムの観点から、小ロット・多品種や試作対応には課題がありました。

MEX方式金属3Dプリント実用化に伴う再現性の課題

浜松メタルワークス株式会社は、MEX（Material Extrusion）方式プリンターによる金属フィラメント造形と、MIM同様の脱脂・焼結工程により、低コスト・短納期での金属部品試作を目指していました。しかし、その過程で以下の課題が顕在化しました。

・ノズル摩耗による造形精度の低下
・材料吐出の不安定性
・造形物の密度ばらつき
・ノズル先端への材料付着

これらの課題により、造形は可能でも再現性に欠け、実用プロセスとして成立していない状況でした。
* ForwardAM社製 Ultrafuse® 17-4PH φ1.75mm

テクダイヤ耐摩耗ノズル「kaikaS」の導入

これらの課題に対し、浜松メタルワークス株式会社は、テクダイヤ株式会社が販売する3Dプリンター用耐摩耗ノズル「kaikaS」を導入しました。

「kaikaS」は、高耐摩耗鋼製ノズルで、GF入り材料やスーパーエンプラなど、ノズル負荷が大きい材料の3Dプリントに最適です。

kaikaSφ0.4mm（型番：kaikaS840）を用いた検証では、約3kgの金属フィラメントを造形後も、ノズル摩耗はほとんど確認されませんでした。

さらに、従来ノズルと比較して、以下の点において明確な優位性が確認されました。

• 吐出の安定性向上
  吐出開始直後から材料がまっすぐに押し出される。吐出幅も均一で、精密な造形が可能。
  
  
  
  • 造形物の密度向上
  均一な吐出幅により、積層間の密着性が高まり、造形物全体の密度が向上。