作業する様子

金属3Dプリンターの
用途開発・造形サービス
AMbition (アンビション)AMbition

サービスを説明する様子
AMbition

AMbition

  • 金属3Dプリンターを活用したいが、何から始めたら良いか分からない
  • 過去の造形結果に満足できていない
  • 試作ではなく、最終製品にもこの技術を活用したい
  • 一緒に開発できるパートナーが欲しい

AMbitionのサービス

  1. 部品選定
  2. 設計
    DfAM
  3. 材料選定
    / 材料開発
  4. プロセス開発
  5. 試作・量産
  6. 後処理
  7. 検査
  8. 品質保証

航空宇宙分野向けの品質管理規格である
「JIS Q 9100」の認証を取得しています。

金属3Dプリントを特殊工程による素形材を作る技術と定義し、厳格なプロセスバリデーションを実施しています。3Dプリントならではの革新的な機能形状も素材として特性が保証されてこそのもであると考え、AM部品の品質保証の確立に最前線で挑戦しています。

JIS Q 9100:2016 / 登録証番号:JQA-AS0254 / 登録範囲:航空宇宙、防衛向け積層造形 / 登録日:2020年10月23日

JQA-AS0254
部品選定
設計・DfAM
  • 部品選定
    設計・DfAM
  • 材料・プロセス
    開発
  • 試作・評価
    量産
  • 検査
    品質保証

こんな事に困っていませんか?

  • どの部品からAMにトライすべき?
  • AMの設計ルールが分からない
  • コストダウンできる設計のポイントは?
  • AMの寸法公差が分からない
  • コンピュテーショナル設計に興味があるが設計ノウハウがない

原因

CAD作業の様子
CAD作業の様子

3Dプリンターはどんな形でも造形できると思われがちですが、従来の製造方法にも得意な形、不得意な形があるように、実は金属AMにも向いていない形があるのです。
向いていない形状とは、AMのメリットを十分に生かせない形状のことで、場合によっては従来の製法の方が良い結果が出ることもあります。
私たちの強みは、どんな部品がAMのメリットを最大限に生かせるのか、どんな設計変更をすれば付加価値を生み出せるかをご提案できることです。

※DfAM・・・Design for AM。AM向けの設計を行うこと

AMbitionが提供できること

  • 部品の選定

    経済性・技術性の観点から、AMで製造すべき部品を選定いたします。

  • DfAM

    ご相談の上、御支給のデータをAM向けに再設計いたします。

  • 形状の最適化

    生産性・造形性を考慮した形状の最適化をご提案いたします。

  • FEM解析

    構造・熱流体などのFEM解析で設計データを検証いたします。

  • 残留応力の対処

    残留応力による歪みを考慮した設計をいたします。

  • 次世代設計

    トポロジー最適化やメタマテリアル等の次世代設計を行います。

開発実績

  • パラメーター
    開発

    100件以上
  • パーツ
    スクリーニング​

    500件以上
  • DfAM

    300件以上

こんな事に困っていませんか?

  • 「造形できない」と断られたことがある
  • 表面粗度や寸法精度が悪い
  • 金属3Dプリンターは強度が低いイメージがある
  • 期待していた材料特性と異なる
  • 設計を変更せずに造形したい
  • コストが合わない
  • 使用したい素材がラインナップにない
  • 公開されている材料データでは情報が不十分

原因

顕微鏡作業の様子
装置を操作する様子

3Dプリンターは昔からの製造方法とは全く異なるため、従来と同じ材料を使っても異なる金属組織が形成されます。
更には材料種ごとにレーザーの吸収率が異なり、形状によっても形成される金属組織が異なるため、金属3Dプリンター特有の機械的特性と言えます。
造形物の仕上がりを左右する「造形パラメータ」には膨大なプロセス変数が存在し、1つの要素を変更すると、機械的特性も変化します。
逆に言うと、造形プロセス全体を深く理解していれば、狙った機械的特性を得ることができる技術です。
プロセス開発をすることによって、材料特性、寸法精度、表面粗度等のお客様の要求値を満たすことや、設計変更が許されないパーツの造形も可能にできます。
私たちはプロセス全体への理解に冶金学の知識を加えることで、お客様ご指定の材料を開発しており、材料種の選択肢を増やす活動もしています。

AMbitionが提供できること

  • プロセス開発

    お客様の要求値を充足できるプロセスを開発いたします。

  • パラメータの制御

    造形時の入熱を可視化し、パラメータを制御します。

  • 熱歪みの予測と対策

    残留応力による変形を予測し、対策をご提案いたします。

  • ご希望に応じた合金設計

    お客様のご希望に応じて独自の合金を設計いたします。

  • ご希望材料でのパラメータ開発

    お客様のご指定材料でパラメータ開発と造形性の検証をいたします。

  • 金属組織のミクロ評価

    金属組織をミクロレベルで評価いたします。

  • 熱処理条件の開発

    お客様の要求値を満たすための熱処理条件を開発いたします。

開発実績

  • パラメーター
    開発

    100件以上
  • 熱処理条件
    開発

    50件以上
  • 材料
    開発

    35件以上

こんな事に困っていませんか?

  • 納期やコスト、技術的な課題で困っている
  • 頻繁に設計を変更するので、金型を作りたくない
  • 試作ではなく最終製品に利用したい
  • 使える技術かどうかを評価したい
  • 品質のばらつきや、再現性に課題を感じている

原因

量産の様子
装置を作業する様子

金属3Dプリンターを利用することで開発リードタイムの短縮だけでなく、今までは製造できなかったような形状が造形できるため、性能重視の設計ができるというメリットもあります。
しかしながらスタートボタンを押せば図面通りの物ができるという技術ではありません。
例えば、金属AMで必要な「サポート構造」の設計一つでも、造形の歩留まりや形状の精度、内部の品質が変わってしまいます。形状や材質にもよりますが、金属内部の残留応力による歪みで形状精度を出すことが難しいのが金属AMの特徴です。
造形エリアには自由に部品を配置できますが、そのレイアウトによって各層ごとの二次元の断面(スライス)が変わるため、結果的に表面粗さや内部品質、生産性、内部応力による変形にも影響を及ぼします。
そのため、各層のレーザー照射面積を考慮してレーザーの投入エネルギーを調整する必要がありますが、エネルギー量が変わると内部品質も変わるため、それを評価できる能力も必要となります。
また、金属AMでは複雑なチャンネルを造形できますが、製法上、どうしても内部に材料粉末が滞留してしまいます。粉末の除去性も考慮した造形方案の考案も重要となります。

AMbitionが提供できること

  • DfAMの提案

    DfAMのご提案やCADによる再設計(適合設計)を行います。

  • プロセス解析

    プロセス解析を活用して熱歪みを低減させます。

  • 高精度・高品質な造形

    長年のプロセス開発により高精度・高品質な造形を実現いたします。

  • 厳格な工程管理とプロセス検証

    デジタル技術を活用した厳格な工程管理とプロセス検証を行います。

  • 粉末除去性を考慮した設計

    粉末の除去性を考慮した設計をいたします。

  • 量産のための方案設計

    量産を視野にいれた方案設計をいたします。

量産のための
方案設計
  • 多数個取りを意識した部品配置設計
  • 品質と生産性を最大化させるレーザーパラメータの設計
  • 形状最適化(DfAM)
  • 品質保証戦略

開発実績

  • 量産向けの
    造形方案の作成

    年間200件以上
  • 量産部品の
    年間製造数

    2,000個以上
  • 総造形時間

    30時間以上

こんな事に困っていませんか?

  • 金属3Dプリンターの強度って大丈夫なの?
  • どんな検査が必要なのか、基準や規格も分からない
  • 見えない内部の品質が心配
  • 金属粉末材料そのものはどう評価するのか?
  • 図面通りのものができているか心配

原因

装置を操作する様子
装置を操作する様子

金属3Dプリンター(金属AM)は特殊工程に分類されるため、工程管理をする必要があります。
つまり、使用する金属粉末材料自体に問題がないか、3Dプリンターが健全に動いているかも検査・管理する必要があり、項目が非常に多くなります。
同じ部品をたくさん並べ、一度に複数個造形すると、造形位置や照射パラメータによっては同じものでも違った結果になる可能性があります。そのため、造形物は全数検査をする必要があります。(もし不適合が出た場合、原因を解明し、パラメータ開発に戻ります。)
また、造形部品の内部に欠陥があるかどうかを調べるには、破壊・非破壊の両検査が必要です。
もし造形物に不具合があった場合は、新しく管理項目を増やさないといけない場合もあります。
このように説明するとAM技術の活用が難しく聞こえてしまいますが、逆に言うと、工程を正しく管理していれば、毎回全く同じ品質で製造することができるので、非常に再現性の高い技術と言えます。
またこの技術はレーザー溶接の技術であるため、材料強度は一般的には溶製材よりも強く、鍛造材に近い強度となります。

AMbitionが提供できること

  • 品質評価と保証

    プロセス・材料・造形物の評価と保証をいたします。

  • 工程保証

    インプロセスモニタリング技術を活用した工程保証を行います。

  • 不具合への対策

    造形物の不具合に対し、原因分析と対策立案をいたします。

  • KPV管理

    KPVを統計的に管理し検査に反映させています。

検査実績

年間5,000件の検査を行い、総計3万を超えるデータを保有しています。

粉末検査 造形物 特性検査 寸法・外観検査
SEM観察 引張強度 三次元測定(非接触・接触)
蛍光X線 比重 板厚測定
粉末粒度分布 硬度 内視鏡検査​
粉末流動度 面粗度
酸素窒素分析 導電率
断面観察
金属組織解析
酸素窒素分析

会社概要​COMPANY

  • 会社情報​ABOUT US

    VISION:AMをものづくりのあたりまえに
    MISSION:AMの実践者であり先導者として、産業化されたAMプロセスを実現する

  • 製品・サービス​SOLUTION

    AM装置の販売からメンテナンス、受託生産、ソリューション開発に至るまで、
    AMに関するさまざまな事業を展開しています。