樹脂３Dプリンター
February 28, 2025
『Heron AM』ローンチイベント開催レポート
Caracol社のロボットアーム式大型ペレット3Dプリンター「Heron AM」のローンチイベントを開催しました。全国各地の様々な業種の企業様にご参加いただき、盛り上がるイベントとなりました。今回の記事では本イベントのレポートをお届けします。
樹脂３Dプリンター
February 12, 2025
3Dプリントにはさまざまな造形方法がありますが、中でも代表的なのが「溶融粒状製造（FGF）」です。 本記事ではFGF技術の基本知識やメリット・デメリットを詳しく解説します。
近年は、製品開発の現場において3Dプリント技術が注目を集めています。3Dプリントにはさまざまな造形方法がありますが、中でも代表的なのが「溶融粒状製造（FGF）」です。
本記事では、FGF技術の基本知識やメリット・デメリットを詳しく解説します。自社の製品開発に役立つ情報として、ぜひ参考にしてください。
溶融粒状製造（FGF）は、1990年代に開発された3Dプリンティング技術の一種で、粒状の原料を用いて物体を造形する方法です。FGFでは、粒状の材料を加熱チャンバーに供給して溶融させた後、スクリューの回転で生じる圧力により、特殊な押出機ノズルから押し出すことで造形します。粒状のプラスチック素材は比較的簡単に入手でき、費用も高くありません。そのため、材料コストの削減を実現できるのも特徴です。FGFは医療・航空・建築・玩具製造など、幅広い分野で応用されており、その実用性から需要が高まっています。
FGFは、一般的なFDM（Fused Deposition Modeling）やFFF（Fused Filament Fabrication）技術とは異なり、フィラメント状の材料ではなく粒状の原料を使用します。FDMやFFFがワイヤー状のフィラメントを溶かして積層する「フィラメント方式」であるのに対し、FGFは粒状材料を直接溶融して押し出す「ペレット方式」を採用している点で異なるのです。また、FGFはより幅広い材料に対応でき、大型の造形や高速印刷も実現できます。ただし、FDMやFFFと比べると、より複雑な印刷工程と材料ごとのカスタム設定が必要です。
FGF技術の主なメリットについて、以下で詳しく説明します。
FGFの最大の特徴は、幅広い材料に対応できる汎用性です。
使用できる材料には以下のようなものがあります。
これらの材料にガラス繊維や炭素繊維を添加することで、さらに高性能な複合材料を作ることが可能です。幅広い材料に対応できるため、彫刻や建築、自動車やヨットモデルなど、さまざまな分野でも応用されています。従来の方法では扱いにくかった硬質や軟質の材料も使用できる点で、今後も応用範囲がさらに拡大していくでしょう。
FGF技術では、一般的に市販されているプラスチックや複合材料の粒状原料を使用できるため、材料コストを大幅に削減可能です。粒状の材料をフィラメント形状に加工する必要がないため、その分のコストを削減できるでしょう。大量生産や大型造形物の製作においても、経済的な利点を得られるのも魅力です。
FGF技術は、従来のFDMやFFF方式と比較して、より高速な造形が可能です。粒状材料を直接溶融して押し出すことで造形するため、材料の供給速度を上げやすく、大量の材料を短時間で積層できます。特に、大型の造形物や量産品の製作においては、製造時間の大幅短縮につながるでしょう。
FGF技術は、大型オブジェクトの印刷に適しています。従来のフィラメント方式では困難だった大きなサイズの造形物も、FGFでは実現可能です。例えば、FDF技術を採用した3Dプリンター「WASP」は、建築用部材や大型彫刻、自動車部品などの製造にも対応しています。
FGF技術は、その高速造形能力と低コストな点から、大量生産に非常に向いています。従来の3Dプリンティング技術と比較して、短時間で多くの製品を製造できるため、生産効率が大幅に向上する点も魅力です。また、材料の補充が容易で連続的な生産が可能なので、製造ラインでの活用にも適しています。他にも、FGF技術はさまざま材料に対応できるため、特定のニーズに応じた製品開発が可能です。消耗品や部品だけでなく、迅速なプロトタイプの製造にも対応しています。
FGF技術を採用した3Dプリンターでは、リサイクル材料を使用することもできるため、環境面で利点があります。また、粒状材料を直接使用する分、フィラメント製造過程で発生する廃棄物なども削減可能です。必要な量だけ材料を使用できるため、無駄な材料の消費を抑えることもできます。例えば、WASP社の「WASP 3Dプリンター」は、環境に優しい素材を用いて大型オブジェクトを製造でき、持続可能な製造プロセスとして注目されています。
以下では、FGF技術の主なデメリットを説明します。
FGF技術では、FDMやFFF方式と比較して造形物の表面仕上がりが粗くなる傾向があります。これは、粒状材料を直接溶融して押し出す過程で、大きな塊が形成されやすいためです。高精度な仕上がりや滑らかな表面が要求される用途では、追加の後処理が必要になり、手間やコストが増加する可能性があります。また、後処理には専門的な技術や設備が求められることもあるため、導入時には十分な計画とリソースの確保が重要です。
FGF技術ではさまざまな材料を使用できる反面、複雑な印刷工程とそれぞれの材料に応じたカスタム設定が必要です。各材料の特性に基づいて、温度や押出速度、冷却速度などを適切に調整する必要があり、高度な技術・知識と経験が求められます。そのため、FDMやFFF方式と比較して、操作や最適化により多くの時間と労力がかかることがあります。
FGF技術は比較的新しい技術であるため、対応する3Dプリンターの選択肢が限られています。多くの3Dプリンターはフィラメント方式を採用しているうえ、FGF対応のプリンターは専門性が高く、価格も高めになる傾向があります。FGF技術を導入する際には、適切な機器の選定と投資が必要です。
ペレットから直接部品の製造が可能で、廃プラスチックや海洋ごみなどから新しいものを造形した実績がある、環境に優しい3Dプリンターです。ペレットを使用するため低コストで造形が可能となり、さらに使用できる材料も多いため、製造業や研究、材料開発をはじめ、アート、自動車、家具など幅広い分野で活用でき、またリサイクルやSDGsの取り組みに最適です。
Heron AMは、イタリアに拠点をおくCaracol社が提供するロボットアーム式の大型樹脂3Dプリンターです。
6軸以上の柔軟な方向に動くアームによって、複雑形状の大型部品を効率的に製造できます。材料供給やプリントベッドの交換が自動化されており、効率的な生産が可能な点も魅力です。また、ポリプロピレンなどの一般的な樹脂素材はもちろん、複合材料やリサイクル素材など、幅広い素材に対応しているのも魅力。大型の家具やヨットの製造など、さまざまな用途で活用されています。
溶融粒状製造（FGF）技術は、大型造形や高速生産、材料の多様性など、多くの利点を持つ製造方法です。しかし、FGF技術の可能性を最大限に引き出すためには、専門知識を持つ適切な業者の選択が重要です。適切なパートナーを見つけることで、利点を最大限に活用し、革新的な製品開発や効率的な生産プロセスを実現できるでしょう。
具体的なイメージが持てるように、3Dプリンターやフィラメント製造機、表面処理装置、造形品などを見て触ることができる工場見学を開催しております。
ご興味のある方は是非お申込みください。
