金属積層造形と旋削・ミーリングをワンチャッキングで実現 5 軸複合加工機ベースのレーザ金属積層造形機 LASERTEC 3000 DED hybrid を開発
DMG 森精機株式会社は、旋削とミーリングを1 台で行う複合加工機にレーザ金属積層造形技術である アディティブマニュファクチャリング（Additive Manufacturing 以下、AM）を融合し、切削加工と金属積層造形を ワンチャッキングで実現するレーザ金属積層造形機 LASERTEC 3000 DED hybrid を開発しました。
LASERTEC 3000 DED hybrid
積層造形の市場は、従来の切削加工では困難な形状を造形することができるため、近年飛躍的に成長を 続けており、今後も金型、半導体エレクトロニクス、医療、航空宇宙など、さまざまな分野の製造現場で導入が 進み、金属積層造形機だけでなく、金属粉末材料や造形品の市場もそれぞれ拡大していくと考えられています。 また生産形態の多様化に伴い、多品種少量生産を行う企業が増加しており、金属積層造形、コーティング、欠損 箇所の補修などの付加加工と、切削除去加工の工程集約の需要が高まっています。
LASERTEC 3000 DED hybrid は複合加工技術と金属積層技術を1 台に融合し、切削加工と金属積層造形 を 1 台で行うDED*1 方式のレーザ金属積層造形機です。DED 方式は、ノズルから金属材料粉末の噴射と レーザの照射を同時に行い、レーザで金属材料粉末を溶融、凝固させて積層する方式です。造形時間が早く、 大型ワークの積層に適しており、LASERTEC 3000 DED hybrid では、φ400 mm×1,321 mm*2 までの積層に 対応します。パウダ供給装置から異なる金属材料粉末を切り替えて供給することができるため、1 つの素材の上 に異なる材料の積層造形が可能で、複数の素材を融合させて1 つの製品を造ることができます。また、パウダ 供給装置は異なる金属材料粉末を混ぜ合わせて供給することもできるため、複合材の造形にも適しており、さま ざまなワークの造形、補修、コーティングなどを行います。
LASERTEC 3000 DED hybrid は旋削/ミーリング主軸に金属材料粉末とレーザを同時に照射するAM ヘッド を搭載することで、B 軸を加えた 5 軸の積層造形を実現しています。切削加工を行う時は AM ヘッドを収納し て、切削加工も段取り替え無しのワンチャッキングでできるため工程集約を実現します。また、積層状態を モニタリングするAM Assistant*3 により、パウダの自動キャリブレーションやノズルの溶着検知など、積層品質を 安定させてワークの不良を未然に防ぐことができます。
当社 Web サイトに動画を公開しておりますので、ぜひご覧ください。
https://www.dmgmori.co.jp/movie_library/movie/id=5942
スクリューの積層
■主な特長
① 5 軸複合加工機ベースのレーザ金属積層造形機
- 5 軸複合加工機とレーザ金属積層造形機を1 台の機械に融合し、工程集約を実現
+ 1 台の機械で旋削、ミーリング、金属積層造形を実現
+ X / Y / Z 軸の直線軸とB 軸（旋削/ミーリング主軸）、C 軸（右主軸 / 左主軸）による同時 5 軸加工
- 最大積層ワークサイズ：φ400 mm×1,321 mm（B 軸90°の場合）
+ AM ヘッドを旋回（B 軸 180°）させることにより、最大積層ワークサイズ φ670 mm×932 mm の端面積層も可能
- クラス最小のコンパクト設計
+ 幅 6,876 mm（工具収納本数 38 本）、奥行き 4,510 mm
② 高性能 AM ヘッド
- 旋削/ミーリング主軸 compactMASTER にAM ヘッドを搭載し、金属材料粉末とレーザを同時に 照射
+ 旋削/ミーリング主軸は AM ヘッドを装着時でも全長550 mm のコンパクト設計
- パウダーノズルはコーティングに最適なコアキシャルノズルを搭載
+ レーザ出力 3 kW
+ スポット径3 mm と1.6 mm に交換可能
- AM ヘッドを使用しない時は AM ヘッドストッカに収納可能
+ 切削加工時の切りくずやクーラントがAM ヘッド内の光学系に付着するのを防止
③ 多種多様なワークに対応する積層ソリューション
- コーティングソリューション（長尺ワークのメッキ加工やギヤ歯面など）
+ 耐腐食、耐摩耗性のコーティング
- 修復ソリューション（タービンブレード、工具、金型など）
+ ワンチャッキングで破損個所の切削から積層、同時 5 軸による仕上げ加工までが可能
- クラッディングソリューション（3 次元積層の完成品や試作品など）
+ 必要な箇所のみに積層して材料費を削減
- 異種金属積層造形ソリューション（プレス金型など）
+ ワンチャッキングで異なる材料・硬度の造形を行い、リードタイムを短縮
④ 効率的な稼働をサポートする AM Assistant*3
- 溶融点の温度を測定する Adaptive Process Control
- パウダーノズルと溶融点までの距離を監視するワーキングディスタンスモニタリング
- パウダの供給量をセンサで制御する自動パウダキャリブレーション
- 粉末材の流量を自動調節する光学式パウダ流量センサ
- パウダーノズルへの金属粉末の付着やパウダーノズルの詰まりを検出するAM アナライザ
- 完成したワークの品質を分析するAM Evaluator*4
- 加工エリアの温度監視を行うワーキングエリア観察*4
⑤ 充実したメンテナンス機能
- 機械カバーや窓に設置したレーザセンサにより、レーザがカバーを貫通する前に検知して レーザを停止し安全性を確保
- パウダの補給を制御するパウダフィーダを機械前面に搭載
- クーラントタンク内の微細なスラッジを効率的に回収するゼロスラッジクーラントタンクを標準搭載
- ミストを効率的に捕集し、工場内をクリーンに保つビルトインミストコレクタ zeroFOG（ゼロフォグ）を 標準搭載
当社は、今後もより多くのお客様のニーズにお応えできるよう、高機能で信頼性が高く、投資価値のある 商品を市場へ投入してまいります。
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