農業および建設用機器の超大手企業である Case New Holland (CNH) 社 (ペンシルバニア州ニューホーランド) は、社内に固体撮像技術を持ちたいと考え、いくつかの高速プロトタイピング技術を徹底的に評価しました。

その結果、CNH 社は SLS 積層造形マシンを購入しました。導入後、DuraForm 砂型鋳造パターンの大量生産を続けています。これらのパターンは、金属プロトタイプおよび少量生産パーツの鋳造に使用されます。

CNH 社は、SLS システムを使用して大幅な時間削減を達成し、その投資に見合う成果を実現しました。

CNH 社は複数の材料の選択肢と高度な用途の多様性を提供する技術の利点を発見しました。同社では砂型鋳造パターンに加え、SLS システム使用して頑丈な DuraForm プロトタイプおよびインベストメント鋳造パターンも製造しています。

「当社の主要な目標は、砂型鋳造パターンの作成を合理化するために役立つシステムを見出すことでした」と、CNH 社の鋳造スペシャリストである Luke Nolt 氏は述べています。「さらに、その他の幅広い用途にも使用可能なシステムを求めていました」。CNH 社の砂型鋳造パターンのほとんどは、ねずみダクタイル鋳鉄で製作されており、その他は鋳鉄で製作されています。

従来どおりの方法

以前、CNH 社はそのパターン作成作業のほとんどをサービス部門に委任していました。興味深いことに、これらの企業はいずれも SLS プロセスを使用していませんでした。CNH 社の SLS 体験のほとんどは、その購入前調査の結果によるものでした。

サービス部門および SLS 以外の工程ではいくつかの問題がありました。まず、パターンおよびパーツの寸法が安定せず、湿気の影響を受けやすかったこと。もう 1 つは、CNH 社がパーツの完成を「並んで待つ」必要があったこと。時として競合他社と隣り合うこともありました。

「これらの問題のおかげで当社が SLS マシンと DuraForm 材料に導かれました」と、Nolt 氏は述べています。「SLS プロセスは確かに他と比べて最も低価格の選択肢ではありませんでしたが、当社に必要な機能を提供し、当社の用途範囲を最大限に拡大する可能性を示し、当社が求めていた精度と寸法安定性を達成しました。また、DuraForm 材料も鋳造成形工程に耐える十分な耐久性を備えていました」。

CNH 社の場合、1 つや 2 つのプロトタイプでは不十分です。通常、機能と耐久性の試験を完了するには 20 ~ 50 個の鋳造金属プロトタイプを必要とします。

「最初は、DuraForm を使用して作った砂型鋳造パターンから 50 個の鋳造パーツができるのか確信がありませんでしたが、まったく問題はありませんでした」と、Nolt 氏は言います。「それどころか、これらの砂型鋳造パターンの数十個を少量生産パターンにして、実際の製造時は 1,200 個ものパーツを生み出しています」。

最初、CNH 社 では SLS システムの造形チャンバー内で全体を容易に作成可能な DuraForm パターンを単純に作成していました。すぐに、大きなパターンに移行しました。これらは分割して作成した後、ピンおよび接着剤でとめます。

「これらのセグメントパターンの作成は当社にとって上手く機能しました」と Nolt 氏は言います。「最初は、パターンが砂から大きな圧力と摩擦を受けて DuraForm パーツが破断するのではないかと心配していました。しかし、きわめてうまくいきました」。

新技術

時間と経験により CNH 社は DuraForm の技能を広げてきました。また、CNH 社は分割とマウントのパターンに加え、パターンのインサートを作成する利点に気付きました。これらのインサートは、鋳物工場で標準のマッチプレートに取り付けられます。この手法により、オフセットしたパーティングラインを持つパターンの作成が簡単になりました。