金属部品の3Dプリンティングに活かされる3Dスキャンのスピードと汎用性、精度

Lincoln Electric Additive Solutions社は、発電、石油・ガス、輸送、重機、航空宇宙、防衛といった様々な業界に大型の金属部品をフルサービスで供給しています。

Lincoln Electric社は、大型の金属製の試作部品、量産部品や交換部品に加え、スチールやステンレス、インバーやニッケル合金製の工具の積層造形、すなわち3Dプリンティングを先駆的に行ってきた企業です。事実、Lincoln Electric Additive Solutions社では、数フィート、数千ポンドにもなる非常に大型の金属部品の製造は珍しくありません。

Lincoln Electric社：最新の製造技術を取り入れたパイオニア

Lincoln Electric社は、市場での優位性獲得のため、常に最新の製造技術を取り入れてきたことを誇りにしています。だからこそ、高品質で、多くが複雑な形状の大型部品を極めて短納期で製造するための3Dプリンティング技術を開発した企業の1つとなり得たのです。
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  3Dプリンティングによる金属部品の製造には、部品の寸法の正確な測定が求められます。Lincoln Electric社が3Dプリントで製作する部品は大きく、複雑なため、座標測定マシン（CMM）や測定アームといった従来の品質管理ソリューションでは、必要とするレベルのスピードも汎用性も満たすことはできません。

例えば、従来の測定システムでは、技術者は生産現場で部品を測定することはできません。Lincoln Electric Additive Solutions社の事業開発担当マネージャーであるマーク・ダグラス（Mark Douglass）氏は次のように述べています。「弊社で製造する部品は大型で、重量もあります。このため、部品の移動を最小限に抑える必要があります。CMMや測定アームでは、これは無理な相談でした。そこで、代替ソリューションを検討した結果、目的に叶ったのが3Dスキャンでした」

Lincoln Electric社の3Dプリンティングのワークフローに3Dスキャンを組み込む

Lincoln Electric Additive Solutions社は、3Dプリントで製作した金属部品の寸法と品質を素早く正確に見極めるため、Creaformの3D測定技術に頼ることにしました。エンジニアリング・チームと品質管理チームは、3Dプリントで製作した部品の完全な3Dサーフェスモデルを作成し、元の設計と比較しました。

Lincoln Electric社の3Dプリンティングエンジニアであるアマンダ・ドッジ（Amanda Dodge）氏は次のように説明しています。「私たちが製造する部品は、多くの場合、独特な形状をしています。3Dスキャンによって、3Dプリント中に複雑な形状をすべて測定できるようになり、その形状がすべて設計どおりかも確認できるようになりました」

ダグラス氏は次のように付け加えています。「製造オペレーターもエンジニアも、すぐにこのソリューションを使いこなせるようになりました。今では、わずか数分で部品を測定できます。部品を測定ツールの所へ持っていくのではなく、ツールを部品のある場所に持ち込めるのは、ポータブルなCreaformのソリューションだからこそです」

部品容積の拡大：MetraSCAN 3Dを3Dプリント工程に組み込む

Lincoln Electric Additive Solutions社のビジネスが拡大するにつれ、顧客の部品の大きさもより大きくなってきたことから、Lincoln Electric社は大型部品を測定するのにその部品を移動することなく、素早く正確に測定できる方法が必要になりました。この必要性を満たすため、Lincoln Electric社は、非常に高速で極めて精度の高い3Dスキャナーである、CreaformのMetraSCAN 3Dと生産現場に最適のポータブルCMMを選択しました。

Lincoln Electric社の3Dプリンティングエンジニアであるブラッド・バーンハート（Brad Barnhart）氏は次のように述べています。「MetraSCAN 3Dが非常に良いのは、非接触型ソリューションである点です。ターゲットを必要とせず、製造工程のどの段階でも寸法品質を確認できます。触れられないほど熱い、プリントの途中であってもです」技術者は部品が冷めるのを待つ必要がなくなったため、3Dスキャン時間は大幅に短縮できるようになりました。
ドッジ氏は、部品をクリーニングせずに3Dスキャンできるようになったことも、時間の節約につながっていると指摘しています。

部品容積の拡大：MetraSCAN 3Dを3Dプリント工程に組み込む

ダグラス氏は、Creaformの3Dスキャンなくして、3Dプリンティングソリューション部門のビジネス拡大はありえないと考え、次のように述べています。「すべての3Dプリント部品の製造品質を素早く確認できるようになり、顧客の仕様を満たしていると確信できるようになりました。また、部品の検査時間を短縮できるため、市場化までの時間の短縮にもつながっています」
3Dプリンティングソリューションのチームによれば、3Dプリンティングは急成長分野であり、Lincoln Electric社の長期戦略に欠かせないということです。「弊社の成長と共に、Creaformの3Dスキャナーは、生産工程の必要不可欠要素であり続けるでしょう」