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Fuse1+
粉末焼結積層造形（SLS
方式）3D プリンタ
高速レーザー焼結技術を搭載
高靭性で衝撃に強い最終パーツの造形を実現
Formlabs
3Dプリンタで誰でも簡単にものづくりができる世界へ
Formlacs社とは
Formlabs社は、2011年にMITメディアラボの学生3名が立ちあげたアメリカの30プリンターメーカーです。
初期モデルのForm1は、クラウドファンディングサイト「KikStarter」で295万ドルの資金調達に成功し、2012年よりアメリ力をはじめ全世界に出荷されました。その後、Form2、Form3へと進化し、大容量の造形に対応したForm3Lや生体適合性材料にも対応できるForm3Bなど、多彩なラインナップを展開しておリます。また、洗浄機や二次硬化装置の他、周辺ソフトウェアも充実しているため、Formlabsのみで、設計/製造現場のニーズを幅広くカバーするととが可能です。
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Formlabs
Fuseシリーズ
FDMやSLA光造形等の他の方式と同様、SLSにも低価格でコンパクトなプリンタが最近の市場には登場していますが、当初それらのプリンタには、造形品質の問題や複雑で手間のかかる後処理工程などかなりの妥協点があり、工業用や生産現場で広く使われることはありませんでした。
Formlabs の Fuse
1は優れた造形品質、省スペース、プリントから後処理までの一貫した作業手順の簡素化を実現し、従来の工業用SLSプリンタの数分の一の価格で導入できる業界初のベンチトップサイズの工業用SLS
3Dプリンタとして誕生しました。Fuse
1+の高いレーザー出力と粉末の取り扱い能力で、幅広い材料種類と、ハイエンド機と同様の造形品質と高いスルートップを実現します。 |
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造形方式のワークフロー
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粉末焼結積層造形 (SLS)
とは
SLS (Selective Laser Sintering) 方式 3Dプりン卜は、日本語では粉末焼結積層造形または選択式レーザー焼結方式と呼ばれる粉末を使用する 3Dプリント方式で、古くから粉末床溶融結合
(PBF/Powder Bed Fusion) として知られる技術の1つです。ナイロン材に代表されるポリマー材料を高出力レーザーにより焼結することで凝固剤等を使用することなく1層ずつ造形を行い、様々な工業用材料やガラス充填あるいは炭素繊維等の複合材も使用することができます。
他の造形方式との決定的な違いは、高さ方向に積み重ねて造形が行える点で、モデルのサイズにより、1回あたり数十～百点程度のパッチ生産が可能です。現在中～小型の3Dプリンタでは唯ーこのSLS方式がパッチ生産に対応しており、手頃な導入コストで購入できる製造対応の3Dプリンタとして、幅広い用途で採用されています。また、右側ページ中央のように造形品は周囲を未焼結の粉末に支えられる形で造形されるためサポート材が不要である点も大きな特徴です。
①
ヒーター ②ビルドチャンバー ③
粉末供給システム ④ 造形パーツ ⑤ リコーター ⑥ レーザー光 ⑦
X-Yスキャニングミラー ⑧レーザー出力装置
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造形
ピルドチャンバー内のプラットフォーム上にパウダーの薄い層を作ります。プリンタが未加工材料の融点より少し低い温度までパウダーを加熱します。この予熱によって、レーザーがモデルの構造を走査して固形化する際、パウダーベッドの特定の箇所の温度が上がりやすくなります。レーザーで3Dモデルの横断面を走査し、材料の融点より少し低い温度までパウダーを熱します。その結果、パウダーの粒が機械的に焼結し、固形化した造形品ができあがります。造形中は未焼結パウダーが造形品を支えるため、専用のサポート材が必要ありません。一つの層でレーザー走査が終わると、プラットフォームが一層分下がります。この距離は通常50ミクロンから200ミクロンの聞です。この一連の動作を、造形品が完成するまで一層ごとに繰り返します。
冷却
造形が完了したら、ピルドチャンバーをプリンタから取り出す前 (初期冷却) と取り出した後 (二次冷却) に冷却期聞が必要です。そうすることで造形品が最適な機械的特性を発揮し、後処理中の反りを防ぐことができます。
後処理
プリントジョブが完了したら、ピルドチャンバーから造形品を取り出し、周りに付着している余分なパウダーを取り払います。造形に使用した未焼結パウダーは再利用できます。また、造形品には表面処理としてブラスト処理や振動研磨などを施すことができます。
実際の活用方法
Formlabs のSLS、Fuseシリーズは既に世界中の製品メーカー様、試作品メーカー様、受託製造事業者様に導入され、欧米でも日本国内でも日々新たな活用事例が生まれています。中には Formlabs が世界で初めてデスクトップサイズに小型化した光造形
(SLA) 方式と SLS を併用した活用事例もあり、それぞれの技術の特徴を活かしたものづくりが行われています。
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活用されている業界
● 自動車/モビリティ産業
● 特殊車両産業
● 電子機器/車載機産業
● 航空宇宙産業
● ドローン/ラジコン産業
● ロボティクス/オートメーション
● 音響/映像機器産業
● 産業機械製造業
● スポーツ・アウトドア用品
● ファッション/アパレル産業
● 義肢装具産業
● 大学/教育・研究機関
● 試作/量産受託産業ほか
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活用されている品目
● 交換部品/補修部品/復刻部品
● 内装部品/インパネ周辺部品
● 生産・組立・試験用治具/工具
● 架台/ブラケット/ホルダー
● 筐体/ハウジング/ケーシング
● ドローン躯体および各種部品
● ロボッ卜用エフェクタ部品
● 音響・映像機器筐体
● カバー/ダクト/配管
● 二輪/自転車オプションパーツ
● 義肢/サポーター/プロテクター
● スポーツ/アウトドアグッズ
● アイウェアのフレームほか |
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Fuse 1+
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Formlabs
SLS
Ecosystem
高機能高速SLS 3Dプリンタ
Fuse 1+
小ロット量産を、すぐにその場で
前世代機 Fuse 1 の利点を受け継ぎながら、レーザー出力を 10Wから 30Wに強化することで最大2倍の高速プリントを実現。特許技術 Surface Armor テクノロジーによる造形品質は数千万～数億円の大型3Dプリンタと同等以上という評価を得ており、北米ではSLS市場でトップシヱアを誇ります。窒素ガス充填にも対応し、より高効率なパウダー再利用と安定した高速プリントを常に提供します。
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製品仕様
Tech Specs
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製品外径寸法
(W×D×H) |
645×685×1,070mm (スタンド高さ含む：1,655ｍｍ) |
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重量 |
120kg (ビルドチャンバーおよびパウダー除く) |
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最大造形エリア
(W×D×H) |
165×165×300mm |
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積層ピッチ |
110μm |
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レーザー種類 |
30Wイッテルビウムファイバーレーザ－ |
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レーザー焦点サイズ (半値全幅) |
247μm |
製品特長
Features
2011年に光造形3Dプリンタを極高精度な造形品質を維持しつつ、世界で初めてデスクトップサイズに小型化したFormlabsは、SLS 3Dプリンタにおいても優れた造形品質を維持しながら小型化・低コスト化に成功しています。ここではその機能的な特徴とFuse 1＋独自の優位性をご紹介します。
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特許技術がもたらすクラス最高の造形品質 |
窒素ガス充填対応で材料再利用率を量大化 |
本体スクリーンがメンテナンスもガイド |
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特許技術Surface
ArmorテクノロジーでSLS特有の造形品質にまつわる課題を解決し、ハイエンド機と同等以上の品質を実現。 |
Nylon 11のような酸化での劣化リスクが高い材料でもより簡単にプリントが行え、材料も最大限にリサイクルが可能に。 |
プリンタ内のソフトウェアは造形に集中するため英語のみの対応ですが、図解のガイドで視賞的に必要な操作をガイドします。 |
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30Wの高出力レーザーでの高速プリント 最大12.5m/秒のスキャンスピードを持つ30Wの強力なレーザーにより、高精度な製品製造を24時間以内に完了します。 |
優れた工業用材料と幅広い表面処理対応
高強度、高剛生、耐衝撃性、高耐熱、炭素繊維複合材等、様々な優れた特性をもつ工業用ナイロン材に対応。他の新材料も続々登場予定。 |
誰もが簡単に扱えるポカヨケ機能設計
保守作業が必要な時は予め通知し、プリントの失敗や装置の故障を予防。必要な作業も画面で図解され手順ごとにガイドします。 |
特許技術で表面処理のコストと時聞を最小化
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旧来のSLSでは、レーザーが粉末を焼結する際に発生する急激な温度変化による熱膨張と収縮で、特に垂直面においてオレンジの皮のような凹凸が発生して精度を損なう「オレンジビール」と呼ばれる現象が課題となっています。FormlabsのSLS特許技術 Surface Armor (サーフェスアーマー) テクノロジーは、焼結時に造形品周囲に半溶融状のシェルを形成することで、急激な温度変化を緩和して優れた表面品質を実現する技術です。当然ながら表面品質が高いほど、コーティングやめっき等の表面処理を行う際に研磨などの下処理に要する時間とコストが低減でき、より短時間＋低コストで必要な特性をプリント品に付加するととが可能となります。 |
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Fuse
Sift
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Formlabs
SLS Ecosystem
後処理+粉末再利用装置
Fuse
Sift
粉末の再利用までをオールインワンで
Fuse 1+でのプリント完了後は、ビルドチャンバーをそのままFuse
Siftにセットし、陰圧ブース内で粉末を飛散させることなく粉末の除去が行えます。また、Fuse
Siftは回収した粉末を未使用の粉末と混ぜ合わせ、粉末の再利用までをオールインワンで担い、他社製品のような外気内での粉末の取扱を発生させない設計です。
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製品仕様
Tech
Specs
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製品外径寸法 |
W1,015
× D610 × H1,545mm (ハッチ解放時高さ：1,900ｍｍ) |
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重量 |
93kg
(ビルドチャンバーおよびパウダー除く) |
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付属通常シーブ
(ふるい) |
150ミクロンシーブ |
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ビルドチャンバー外形寸法 |
W279
× D342
× H489mm |
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エア濾過方式 |
交換式HEPAフィルター付陰圧フード独立式給排気システム |
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推奨運用環境 |
18
- 26℃/湿度30％以下推奨 |
製品特徴
Features
Fuse SiftはベンチトップサイズのSLSでは世界初の、陰圧ブースによる粉末飛散防止機能を備えた後処理機です。Formlabsはプリントだけでなく後処理まで一貫した、お客様目線でのワークフロー(作業手順)簡素化に定評があるメーカーで、プリンタからSiftへの粉末の移管、そして粉末の再利用時にも粉末が外気に触れて飛び散ることがないよう配慮され、他社製品には無い簡単・安全かつ効率的な作業を実現しています。
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陰圧ブースでの粉末除去で飛散を防止 |
プリンタがら粉末を閉じ込めたままSiftへ |
本体スクリーンで設定や保守も簡単に |
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密閉型の陰圧ブースで粉末除去が行えるため、周囲に粉末を飛散させません。国内の環境測定士によるリスク評価でも最高評価を獲得。
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Fuseシリーズは他社製品と違い、粉末を閉じ込めたビルドチャンバーをそのままプリンタから移管。粉末を外気に極力触れさせません。
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再利用時に未使用の粉末を混ぜる割合
(リフレッシュ室)
の変更や保守作業も図解付きでガイド。初日から誰もが使いこなせます。
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最大でFuseプリンタ
5台までを1台で対応 高効率な生産を行うにはプリンタの複数台運用が有効ですが、Fuse
Siftはプリンタ5台程度の生産量を1台で賄える機能を備えています。
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誰でも粉末のロスを最小化できる簡単設計 ビルドチャンバー内の造形品の密度とリフレッシュ率を管理することで、粉末のロスを出さずに高効率な運用が簡単に行えます。
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再利用だけでなく新品粉末との混合も Fuse
Siftは粉末の再利用だけでなく、任意の比率(リフレッシュ率)で未使用粉末と混ぜ合わせるところまで担当。後はプリンタに戻すだけ。
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焼結だから必要な冷却時間と安全確保
FormlabsのFuse
Siftの優れた優位性は、Fuse 1+プリンタとFuse
Sift間でそのまま移管できるビルトチャンバー単位でのプリントにあります。
作業エリアに対して上からプリント後の粉末をあけるのではなく下方からゆっくりと持ち上げることで粉末の飛散に配慮し、プリンタ内で200℃の高温に晒される粉末が十分かつ効率的に冷却出来つようプリンタにもSiftにも温度センサが設置され、安全な作業をサポートします。
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Fuse
Blast
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Formlabs
SLS Ecosystem
自動ブラスト+研磨装置
Fuse
Blast
自動ブラストから自動研磨まで
Fuse
Blastは最短10分でビルトチャンバー1杯分の造形品の自動ブラストが行え、更に10~15分で自動研磨も行えます。Fuse
Blastの導入によりFuse
Siftでの粉末除去作業に要する時間は80％もの削減が可能である点も、SLSの後処理を劇的に効率化できる大きな要因です。Fuse
Blastには4馬力のコンプレッサのご用意が必要です。
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製品仕様
Tech
Specs
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製品外径寸法 |
W1,000
× D750 × H1,750mm (ハッチ解放時高さ：1,950ｍｍ) |
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製品重量 |
164kg (ブラストおよび研磨メディアを含めず) |
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キャビネット内寸 |
W710
× D550 × H670mm (バスケット口径：Φ450mm) |
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エア濾過方式 |
交換式HEPAフィルター付き陰圧フード/独立式給排気システム |
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対応コンプレッサ要件 |
620.5KPa
(90PSI) にて0.28㎡/分 (10SCFM)
以上の流量を推奨
入力厚は620.52~827.37KPa/90~120psi/6から8bar間を推奨
※ 通常4馬力コンプレッサ1台にて充足 |
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推奨運用環境 |
18
- 26℃/湿度30％以下推奨 |
製品特徴
Features
Fuse
Blastは、200万円台で自動ブラストと自動研磨双方に対する初の自動仕上げ装置です。異なる材料での造形品同士を一括で同時に処理できるだけでなく、Fuseシリーズ以外の他社製SLSおよびMJFプリンタでの造形品にも対応。あらゆる形状、壁厚、サイズのワークに対応できるよう自動運転時にも「Delicateモード」等の設定が使用できるだけでなく、手作業で細部の仕上げが行える2種類のマニュアルモードもご利用いただけます。
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オートモード：各種設定で自動処理 |
マニュアルアシスト：両手を使って高速処理 |
マニュアルモード：手作業による精密処理 |
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使用する材料や仕上げ要件に合わせて予めプログラムされた設定で完全自動処理。プリプログラムの設定を微調整することも可能です。 |
ブラストガンを固定して両手を使って作業します。小さなワークを大量に処理する場合や片手で設定を変えながら処理できます。 |
一般的なブラスタ登用に片手でブラスタガンを保持して作業します。内部に入り組んだ薄肉のワーク等でも確実に美しく仕上げます。 |
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コンプレッサの空気室を均一化する Air Cleaner Fuse
Blast内の Air
Cleaner機能で圧縮空気に水分や油分が含まれていても均一なエアーを供給可能です。 |
内蔵イオナイザーで粉塵の再付着を防止
ブラスト時に発生する静電気を内蔵イオナイザーで打ち消すことで粉塵の再付着を防ぎ、粉っぽさのない仕上がりに。 |
メディアを長寿命化するパッシブフィルタ
推奨粒径200~300μmのガラスビーズ使用でパッシブフィルタがメディアを長寿命化します。 |
Fuse
Blast導入時のご留意事項
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コンプレッサ
のご準備 |
Fuse
Blastの動作には、別途お客様にてコンプレッサをご準備いただく必要があります。4馬力コンプレッサにて推奨スペックは充足可能で、推奨スペック未満のコンプレッサの場合は出力が弱まるため処理時間が長くかかります。 |
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電気工事
要否の確認 |
Fuse
Blast本体の電力要件は単相120VAC・6Aとなっていますが、4馬力コンプレッサは一般的に三相200V電源と使用電気量も3kw超となります。設置場所にて三相200V
(動力)
電源の使用可否と電力容量をご確認ください。 |
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粉じん則
へのご対応 |
Fuse
Blastは完全密閉キャビネット、排気にHEPAフィルタ、脚にはキャスタが付きますが国内安衛則の粉じん則の規制を受けるものと考えております。導入時には同規則の義務など規定内容をご確認ください。 |
SLSパウダー材料
高性能 SLSパウダー材料
SLS
(粉末焼結積層造形)
方式の材料として最も一般的なのがナイロンです。ナイロンは、機能確認用の試作品製作と実製品の製造の両方に使用できる高機能なエンジニアリング系熱可塑性プラスチックです。複維な構造を持つ部品や、過酷な環境下で使用される高耐久性部品に適しています。
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工業用高機能
パウダー材 パウダー名 |
Nylon
12
高強度
+ 靭性を備える万能材料
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Nylon
12 GF
ガラス重点による高剛性高耐熱 |
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代表的な用途 |
・試作→製造の一括活用
・実製品のバッチ生産
・長期使用に耐える各種治具
・滅菌処理に行う生体適合性部品
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・常に高い荷重を受ける部品
・ねじ部や篏合部を備えた部品
・高い強度が必要な治工具
・高温環境下で使用される部品 |
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合いゾット衝撃強さ
(ノッチ付) |
32J/m
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36J/m |
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Nylon
11
高い靭性と耐衝撃性の機能性材料 |
Nylon
11 CF
炭素繊維強化による金属並みの強度
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TPU
90A
高強度かつ生体適合性の軟質材 |
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・薄肉構造の筐体やダクト等
・スナップ、クリップ等の留め具等
・耐衝撃性が必要な部品および治具
・義肢装具、レガース、サポーター等 |
・金属部品からの置き換え
・車両の交換部品および補修部品
・軽量かつ高強度または高耐熱の治工具
・強い衝撃に晒される部品
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・ウェアラブル製品の各パーツ
・クッション部等の緩衝部品
・シューズのソールや義肢装具
・スポーツ用品、マスク、ガスケット等 |
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49MPa |
69MPa (X軸方向) |
8.7MPa (X軸方向) |
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40％ |
9％
(X軸方向)
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310％
(X軸方向) |
Software
Formlabs Software
3D
プリントのセットアップと管理・進捗状況が無料でかつ簡単に
Formlabsでは、後処理も含めて3Dプリン卜業務の総合的な効率化を目指しています。
洗浄・二次硬化の自動化装置やライトタッチサポートにも以下のアクセサリをご用意しています。
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ProForm
誰もが簡単に、完璧なプリント
すべての3Dプリンタは、造形の向きや角度、サポート材の付け方などの造形設定を行った上でプリントを開始します。この造形設定次第でプリン卜が失敗したり、十分な精度が発揮できなかったりするため、ユーザー側に一定のノウハウが求められます。「誰もが簡単にものづくりが行える世界」の実現を目指すFormlabsでは、造形準備ソフトウェアに独自のアルゴリズムを実装。すべての造形設定を自動生成する機能や、それらを手動で微調整する機能も実装しています。
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Dashboard
完璧なプリントを、他拠点も含めて一元管理
PreForm と連動したプラットフォームDashboardでは、特にFormlabs製プリンタを複数保有されているお客様には絶大な管理ツーlレです。すべてのプリンタの状態がリアルタイムで確認できる上に、各プリンタにセッ卜されたレジン消費量も一目で分かります。また、各担当者や部門ごとにアクセス可能なプリンタを分けてしまいたい場合でも、ユーザーをグループ分けして管理することで、各グループにプリンタを割り当ててアクセス権限を管理するといった使い方にも対応します。
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