金型内のコンフォーマル冷却チャネル：課題とSLMのブレイクスルー

金型製造において、「コンフォーマル冷却チャネル」は効率と製品品質を向上させる鍵となる要素です。金型形状に沿った設計により温度を正確に制御し、プラスチック部品の反りを低減できます。しかし、従来の加工技術では複雑な冷却チャネルを一体成形することが困難でした。この課題に対して、  SLM 3Dレーザープリンター が成功裏に克服しました。

金型製造におけるSLM技術の基本原理と利点

SLM（Selective Laser Melting）技術の核心は、レーザーを用いて金属粉末を層ごとに溶融・凝固させ、積み重ねることで「ブロック造形」のように三次元部品を作成するものです。随形冷却チャネルを備えた金型の製造において、その利点は顕著です。金型インサートを分割する必要がなく、内部に複雑な冷却チャネル構造を直接印刷でき、密度は99.5%以上に達し、機械的特性も従来の工程を上回ります。

冷却チャネルインサートのSLM印刷における三段階プロセス

ただし、SLMで合格レベルの冷却チャネルインサートを印刷するには 三つのステップ : 最初 が必要です。前処理準備には、3Dモデルの設計、サポート材の追加（印刷時の変形防止のため）、およびプロセスパラメータの決定（レーザ出力やスキャン速度など）が含まれます。 2つ目 sLM成形では、装置が不活性ガス雰囲気下で所定のパスに沿って金属粉末（一般的にはS136金型鋼粉末）を層ごとに溶融していきます。 ついに 後処理には、残留粉末の除去、表面仕上げを改善するためのサンドブラスト、および必要に応じて内部応力を除去するための熱処理が含まれます。

印刷方法にも考慮すべき点があります。全面印刷は基部が薄いインサートに適しており、均一な全体加熱が可能で割れのリスクが低減しますが、材料コストが高くなります。一方、グラフト印刷は既製のベース材に主要部分を構築する方法で、より費用効果が高いものの、界面の割れを防ぐためにベース材と印刷材の適合性を確保する必要があります。実際の応用では、エンジニアはインサートのサイズやコスト要件に基づいて選択します。例えば、オーブン部品用の金型インサートにおいて全面印刷を用いることで、精密な冷却チャネルを形成でき、試作成形後のプラスチック部品の寸法精度は規格を完全に満たしました。

SLM 3Dレーザープリンター：製造業における現在の価値と将来の可能性

今日 SLM 3Dレーザープリンター 複雑な金型製造において「ゲームチェンジャー」となりました。従来の加工法が抱える構造的な制約を打破し、コンフォーマル冷却チャネル設計を設計図から実用部品へと現実のものにしています。また、金型開発サイクルを短縮し、企業の生産コストを削減するとともに、プラスチック部品の品質を新たな高みへと引き上げています。プロセスの最適化が進むにつれ、SLM 3Dレーザープリンターは金型製造だけでなく、より高度な製造分野においてもさらに大きな可能性を発揮し、より多くの価値を生み出すことになるでしょう。産業のアップグレードを推進する重要な力となることは間違いありません。