SOLIZEの取り組み

微細な形状の再現レベルを高めたところ、お客さまから「内部に流体を流す用途で検討したい。薄い形状のままで気密性を確保できないか」とのご相談をいただきました。

気密性のある薄い壁は、たとえば熱制御用途への活用があります。熱交換器として内部に流体を流す場合、壁に気密性がないと熱交換する2つの流体が混ざってしまいます。しかし、気密性を確保するために壁を厚くすると、熱交換効率が低下します。また、既存工法で薄い壁厚で立体的な流路を作る場合には、直線的な形状が望ましいといった設計自由度の課題もあります。

この背反を解消するために、SOLIZEでは壁厚0.2mmのままで気密性を確保できる造形技術を確立しました。一例として、壁厚0.2mmのパイプを用いた空気圧0.6MPaでの水没試験で、エアリークがないことを確認しています。

気密性のある薄壁を3Dプリンターで再現することで、たとえば熱交換する隔壁を薄くしつつ、流路形状の設計自由度を高めることが可能となります。

アルミ材料での微細な形状の再現レベルを高めたところ、お客さまから「気密性を確保してほしい」とのご相談をいただきました。軽量で複雑な流路を持つ部品や、熱交換効率の高い部品への適用など、アルミニウムの材料特性を発揮できる活用法への期待の高さがうかがえます。

SOLIZEでは、アルミ材料（AlSi12）を用いて、微細な壁厚0.25mmかつ気密性を確保できる造形技術を確立しました。壁厚0.25mmの行き止まり管を用いた空気圧0.6MPaでの水没試験で、エアリークがないことを確認しています。

アルミ材料を用いて気密性のある薄壁を3Dプリンターで再現することにより、熱制御等の用途への活用が容易になります。

お客さまから「銅で造形できないか」とのご相談をいただき、SOLIZEでは銅合金の造形条件の開発を行っています。2022年1月時点で、相対密度99%以上、最小0.3mmの薄肉形状が実現可能となりました。銅合金の熱伝導度・電気伝導度はアルミ合金の3倍以上です。銅合金を3Dプリンターで造形することで、設計と材料の観点から、高性能な熱交換器等の製品を製作可能です。

ハイブリッド造形とは、切削などの従来工法で作製した土台の上に3Dプリンターで形状を造形する方法で、金型の入れ子の製作方法として特に注目されています。

3Dプリンターでは、肉が詰まった形状の造形においては加工時間が伸びやすく、金型のようなブロック形状を丸ごと造形するには費用対効果が低下します。そのため、複雑な形状が必要となる部分のみ3Dプリンターで造形することで、リードタイムとコスト削減が可能となります。