インバー材の計測治具を金属3Dプリンターで造形し、4部品を1パーツへ一体化。トポロジー最適化により、強度を保ちながら73.7%の大幅な軽量化に成功した実例です。
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現行の製造方法
高精度の計測を実現するため熱膨張係数の低いインバー材を使用し、4パーツ構成のため機械加工と組立工程で製作しております。
金属積層造形を最大限活用できるトポロジー最適化を提案
トポロジー最適化とは…
設計支援ソフト上で設計空間・荷重条件・拘束条件などの制約条件を与えることで解析を行い、最適な形状を導き出す設計手法となります
・部品にかかる荷重・方向
・軽量化目標
・必要な強度
・形状変更してはいけない箇所
・その部品に与えられた最大設計可能
エリア
荷重の大きさ・方向を設定し最適化を行った様子
安全係数にかなり余裕があるため、軽量化する余地が多いことが分かりました。
解析の結果
・今回の設定負荷では破壊につながらない
・製品、センサの取り付け部以外は大きな肉抜きが可能
第一弾モデルをお客様と共に評価した結果…
・お客様の要望 ⇒再度軽量化を実施
・造形後の加工を考慮
最終形状でもう一度解析したところ、十分な安全率が残っております。
安全率だけで判断すると更なる軽量化も可能となりますが、後加工工程（機械加工）まで考慮したことで、本当の意味での最適化が実現出来ました。
当サイトを運営する東金属産業株式会社は、金属3Dプリンタにおいて、航空宇宙や産業機器等の幅広い業種向けに、そしてギヤ、ノズル、フレーム、インペラ等、多種多様な形状の部品向けに、累計5,000点以上の造形実績がございます。
そのため、金属3Dプリンタの強みだけでなく限界までも熟知しており、塑性加工・切削などからの工法転換により期待できる効果や起こりうる問題点、そして金属3Dプリンタが得意とする形状についてもノウハウがあるため、設計（DfAM）段階でのご提案を積極的に行っております。
既存工法のコスト・納期や形状限界にお困りの方、金属3Dプリンタへの工法転換によりどれくらい改善効果が期待できるのか知りたいという方は、お気軽にご相談ください。
