金属積層造形のためのインテリジェントロボット後処理
金属積層造形（3Dプリンティング）は製造業界に革命をもたらし、複雑で精巧な設計の部品を高効率かつ低コストで製造することを可能にしました。しかし、これらの部品は必然的に後処理を必要とし、単位あたりの時間とコストが増加し、積層造形本来の利点が相殺される可能性さえあります。サポート構造の除去は、金属積層造形の後処理における最も重要かつ主要なステップですが、依然として大きな課題となっています。
現在、サポート構造は印刷中の成形精度を確保するために不可欠ですが、寸法、構造、および公差の要件を満たす完成品を得るには、サポート構造を除去する必要があります。ほとんどの金属AMシナリオでは、依然として手動によるサポート除去に依存しています。一方、金属AM向けの自動後処理技術は著しい進歩を遂げています。CNCフライス加工は最も広く採用されている方法であり、この成熟したプロセスはさまざまな製造現場で実装されており、ハイブリッド製造モデルを形成するためにAMと統合されることもよくあります。CNC装置の精度と再現性は疑いようがありませんが、設計の柔軟性の制限とバッチごとの材料のばらつきが、この分野での実用性を妨げています。
ロボット：画期的な解決策
従来の手動除去も、現在主流となっているCNC加工も、金属AM顧客の多次元的なニーズを完全に満たすことはできない。Forgecise は、AM業界のさまざまな運用条件に合わせた自動化ソリューションを提供するために、高度なソフトウェアとAIシステムを活用することに専念しており、特にサポート材の除去と表面マークの除去に取り組んでいます。ロボットは、従来の方法に代わる優れた選択肢として登場し、比類のない速度、効率性、柔軟性、加工精度、運用安定性、安全性、費用対効果、エネルギー効率を提供します。このプロセスにロボットアームを統合することで、最終製品の品質が向上するだけでなく、より安全で、環境に優しく、コスト競争力のあるエンドツーエンドの製造システムが確立されます。
ソフトウェア: ProTCAM
このコアソフトウェアは、複雑な曲面形状の軌道解法戦略を含む、独立して制御可能なコアアルゴリズムを備えた、完全国内開発の幾何エンジンプラットフォーム上に構築されています。主な機能は以下のとおりです。
- 最適なアライメント： 実際の測定データに基づいて最適な部品位置を自動的に決定し、加工基準となる整列座標系を生成します。
- 位置ずれ逆補正： 金属製の3Dプリント部品は、しばしば大きな変形を示す。加工後の断面の位置精度を制御するため、本システムは計測データを用いてツールパスに逆変形補正を適用する。
- 表面処理： 独立したジオメトリエンジンを搭載し、サーフェスのトリミング解除（穴、隙間、継ぎ目のある不完全なサーフェスを修復して、元のトリミングされていない形状を復元する）やサーフェスの再構築（複数のサーフェスからなるパーツモデルを単一の統合されたサーフェスに再構築する）などのモデル処理を処理します。
独自のハードウェア技術
熟練した技術者のように、 Forgecise ロボットは多様なツールを正確に扱う。
- モーションチェーンのキャリブレーション： 光学計測を用いて8軸ロボットを高精度で自動校正するため、外部センサーや手動による介入は一切不要です。
- 検査装置： 光学計測を用いて8軸ロボットの自動校正を行い、外部センサーや手動操作なしで高精度を実現する。
- スキャナ基準フレーム: ハンドアイキャリブレーションにより、3Dスキャナの座標系とロボットの座標系を一致させ、スキャンベースのワークピース位置決めと柔軟な固定を可能にします。
- ツールセンターポイント（TCP）： スピンドル、研磨ベルト、ノミ、グリッパーなど、すべての工具を個別に校正し、切削刃から加工対象物までの完全な動作チェーンを確立します。
多様な用途に対応する適応型ツール
このシステムは、複数のエンドエフェクタとツールの組み合わせをサポートし、特定のポストプロセスワークフローに合わせてカスタマイズ可能です。最適なツール構成は、部品シリーズと表面仕上げ要件に基づいて選択され、代表的なツールとして以下の5種類が含まれます。
① 不織布研磨ホイール（フラップホイール）
②穴あきディスクサンドペーパー
③ 中心穴付き平面研削砥石
④ PCDコーティングエンドミル
主要アプリケーション産業およびカスタマイズサービス
Forgeciseのインテリジェントなロボット後処理システムは、金属AM部品に高い精度、信頼性、および厳格な基準への準拠が求められる業界向けに設計されています。
- 航空宇宙・航空： タービンブレード、燃料ノズル、軽量ブラケット、内部チャネル付き熱交換器の仕上げ加工。チタン／アルミニウム合金部品からサポート材を除去し、疲労強度と空力表面形状を維持する。
- 医療機器およびインプラント： 整形外科用インプラント、歯科用フレームワーク、および外科用器具を生体適合性のある鏡面仕上げに研磨する。多孔質／格子構造のバリ取りを、繊細な構造を損傷したり汚染物質を混入させたりすることなく行う。
- 自動車とモータースポーツ： 軽量構造部品、排気マニホールド、カスタム冷却システムの後処理を行い、少量生産される高性能部品の寸法精度を確保する。
- エネルギーと発電： ガスタービン部品、原子炉部品、石油・ガスバルブの仕上げ加工。高温合金（インコネル、コバルトクロムなど）を、一貫した表面品質で取り扱う。
- 産業機械および工具： コンフォーマル冷却金型、治具、固定具のバリ取りと研磨。工具交換なしで様々な形状や材料に対応。
Forgecise 完全なカスタマイズサービスを提供します お客様固有のニーズに対応するため：
- プロセス固有のツーリング設計： 部品の形状、材質、表面仕上げの要件に合わせて、エンドエフェクタ、研磨材、切削工具をカスタマイズする（例：格子構造には柔らかいブラシ、シール面には剛性の高いホイール）。
- ソフトウェア統合とワークフロー最適化： ProTCAMを既存のCAD/CAMエコシステムに適合させ、CT/CMMデータを統合してクローズドループ補正を行い、独自のAMプロセス向けにカスタム軌道戦略を開発する。
- ターンキー自動化セル： 研究開発ラボから大量生産ラインまで、安全エンクロージャー、集塵装置、工程内検査機能を備えた完全なロボットワークセルを設計・導入する。
そのForgecise 積層造形サポート除去ロボットは、金属 3D プリントの後処理における最も重要なボトルネックである、効率的かつ正確な AM サポート構造の除去を解決するために設計されています。手動または CNC ベースの方法とは異なり、このロボットによる 3D プリント部品のバリ取りシステムは、独自の ProTCAM ソフトウェアと適応型ハードウェアを統合し、格子構造の研磨や内部チャネルなど、複雑な形状全体にわたって寸法偏差なしで自動 AM 仕上げを自動化します。チタン合金のサポート除去やその他の高付加価値 AM 材料に優れており、航空宇宙、医療、自動車用途に最適です。完全にカスタマイズ可能なプラットフォームとして、 Forgecise 積層造形ワークフローにおいて、サポート材除去をコストセンターから効率的で付加価値の高いステップへと変革する、カスタマイズされたAM後処理ソリューションを提供します。
