apan made products リニアモータ駆動 精密金属3Dプリンタ OPM250L apan made products 培われた技術力から、 新しい発想をカタチに。 The new shape is made with grown technology. ew Creati New Form. Create your future with Sodick precision metal 3D printer. OPM250L ソ ディックの精密金属3Dプリンタ「OPM250L」は、 プラスチック製品の成形金型 づくりを、根本から変える金型一体化製造システムを構築し、 その製造において 画期的な性能を実現しました。 複雑な工程と熟達した技術を必要とする従来の生産システムでは不可能な、成形品の生 2 産性向上、 リードタイムの短縮、大幅なコストダウンなどを実現。同時に、IoT(Internet of Things)を活用し、金型製造現場の無人自動制御、遠隔地からの生産操作を可能としま した。 このことによりトータルで大幅な省力化を達成します。 創業以来受け継がれてきた「世の中にないものは、 自分たちでつくる」という精神を原動力 に、 ソディックグループが所有する全工程の要素技術により、 ワンストップのソリューションを 提供します。 http://www.sodick.co.jp/product/tool/metal_3d_printer/catalogue/movie/index.html tion, Precision Metal 3D Printer OPM250L 3 apan made products ワンストップソリューション 4 ne Stop So マシニングセンタ 「UHシリーズ」 は、 これまで積み上げてきたリニアモー タ駆動方式や高速ミーリング加工のノウハウに加え、実 践で役立つ加工シミュレーションの支援ソフト、曲面を 用いた斬新な実用的デザインなど、ALLリニアのパー フェクトバランスを極めて、高速・高精度・高品位加工を 実現します。 実践的な金属3Dプリンタに関わる、 ワンストップソリューションを提案します。 An one-stop solution of a practicing metal 3D printer is proposed. 精 密金属3DプリンタOPM250Lは、業界初の“ワンストップソリューション”の提供を 可能にしました。 ワイヤ放電加工機、形彫り放電加工機、射出成形機、 マシニングセ ンタなど、 ソディックグループが誇る多彩な技術を連携することで、設計から成形加 工までのすべての工程をサポート。 レーザーによる造形加工と、高速ミーリングによる切削加工を 同一機械で行うことができるので、従来の切削加工ではできなかった、複雑で自由度の高い造 形加工と高精度の仕上げ加工が可能になりました。 http://www.sodick.co.jp/product/tool/metal_3d_printer/catalogue/movie/index.html 精密金属3Dプリンタ 形彫り放電加工機 OPM250Lは、 レーザー加工＆高速ミーリング加工を １台のマシンで連続して行えます。 金属粉末を均一に敷き （リコーティング工程） 、その金 新放電安定加工システム 「アークレス」 を標準搭載して 属粉末をレーザー光で照射することにより溶融凝固さ おり、大幅な加工時間短縮と、電極製作本数の削減によ せます。その後、回転工具で高速ミーリングにより高精 る総合的なコストダウンおよび人為的ミスを削減しま 度な仕上げ加工を行うことで、積層造形だけでは得ら す。さらに、 高品位仕上げ面が可能な 「SVC回路」 により、 均一できめ細かな梨地面または鏡面が短時間で得られ ます。 れない高品位な形状加工が可能です。 OPM250L olution Precision Metal 3D Printer OPM250L 射出成形機 ソディックでは 、可 塑 化と射 出 の 工 程 を 分 離 する V-LINE を採用し、 この方式により逆流ゼロ方式を開 ® 発しました。計量後、能動的に通路を遮断完了、次に射 出動作を行なうので、計量された樹脂は全て金型へ注 入されます。V-LINE の開発採用で充填量が正確にな ® り、 安定成形が可能になりました。 ワイヤ放電加工機 最新のデバイスを採用した 「Smart Pulse」 の放電制 御技術と独自のワイヤテンションサーボ機構により、 圧倒的な性能を誇る高速加工と高精度加工の両立を 実現しています。また、 ワイヤ真直機能を搭載した高速 自動結線装置 （FJ-AWT） により、高い結線率を発揮し ます。これにより、作業工数の削減や長時間の高速無 人運転が可能です。 5 加工法 精密金属3Dプリンタによる金型積層加工法 OPM250Lは金属粉末を均一に敷き （リコーティング工程） 、その粉末金属をレーザー光で照射するこ とにより溶融凝固させ、その後、回転工具で高速ミーリングによる高精度仕上げ加工を行う全自動機 です。粉末金属を溶融凝固するレーザー発振器に、 500W出力ファイバーレーザーを採用し、 高速での 金属3Dプリントを実現しました。 リコーティング 金属粉のリコーティングとレーザー加工を 繰り返し行います。 レーザー加工 レーザー加工を10回行った後、 切削加工 を行います。これを繰り返し工作物を3D プリント （積層） していきます。 10回加工 ［メルティング率99.9%］ ※当社規定の金属充填率の指標 1回加工 0.05mm / 1層 高速ミーリング加工 OPM250Lは主軸に45000min-1のスピンドルを搭載しており、自社製リニア モータとの相乗効果により、高速・高精度な加工を実現します。さらに、自動工 apan made products 具交換装置や自動工具長測定装置を標準で搭載することで、長時間の連続自 6 動運転を可能としました。 金属3Dプリント工程 igh Power Laser & High Speed Millin http://www.sodick.co.jp/product/tool/metal_3d_printer/catalogue/movie/index.html Precision Metal 3D Printer OPM250L 7 金属3Dプリントの途中経過 冷却配管金型 ing 技術力 自社製NC装置および 専用CAM OS-FLASH(オーエス・フラッシュ) 配管設計支援CADによる3次元冷却配管内蔵金型を設計し、CAEによる樹脂 温度シミュレーションを実施します。その後、最適化された金型の3次元CAD データを専用CAM 「OS-FLASH」 に取り込み、NCプログラムを作成、ダイレク トにNC装置 “LN2RP” へワンストップで提供します。 段取り画面 レーザー加工画面 工具管理画面 造形加工前の各種セッティング作業が 簡単に行えます。造形データはドラッグ＆ ドロップで取り込みが行えます。 レーザー加工進行状況が一目でわかる 実行画面。 CAMからの工具情報取得とセッティン グ状態と工具の使用状況がわかります。 ソディックモーションコントローラ 「NC装置」 からの指令に基づき高速・高精度なリニアモータの動きを正確に制 御します。自社開発・製造のソディックモーションコントローラ(K-SMC） は、高 速・高加速・正確な位置決めを確実に制御します。 リニアモータ標準搭載 自社開発・製造の高性能リニアモータを採用し、 ボールねじが不要のダイレクト apan made products 駆動方式を採用しました。ボールねじ方式では不可能な、 バックラッシの無い正 確な軸移動を、半永久的に維持します。高速ミーリング 加工とレーザー加工の駆動軸をコンパクトに構 成し、省スペースなマシンレイアウトを可能と しました。 8 http://www.sodick.co.jp/product/tool/metal_3d_printer/catalogue/movie/index.html In-house de 要素技術を全て自社開発・製造しています。 ore Technology e development is producing all elemental technology. Precision Metal 3D Printer OPM250L 高速切削 チャンバー技術 長年にわたり、 ハイスピードミーリングセンタによる高速・ 2003年9月に発表した電子ビームPIKA面加工装置 高精度の切削加工技術を培ってきました。 「PF00A/PF32A」 にて採用し、独自技術として10年以上 「OPM250L」 では、 このハイスピードミーリングセンタで 進化させてきたチャンバー構造のノウハウを活かした本 実績のある切削のノウハウを採用することにより、適用範 機構造としました。これにより高い不活性ガス濃度を維持 囲の広い安定した仕上げ加工を可能としました。 し安定したレーザー加工を実現します。 9 apan made products 金型IoT(Internet of Things) 工場現場 設計 管理 （当社マシンに対応） スケジューラによる 工程管理 NCプログラム作成 →機械へ転送 機械稼働状況を 一元管理し、 分析・利用 無人自動制御、 遠隔地操作 従来、多数の部品点数と複数の工作機械の組合せによる、複雑な工程が必要な金型製造 において、熟練技術者のノウハウは不可欠でした。 しかし金属3Dプリンタで構築される生 産システムでは、金型を基本的に一体化構造として製造するため、製造機械は、ほぼ OPM250Lのみとなります。また、OPM250Lでは高いメルティング率での金型加工を行 10 エラー通知 うことで、仕上がり品の高品質化を実現しました。つまり高品質な金型のデータを使えば、 どこでも同品質の金型を無人で製造することが可能となり、遠隔地の設計部門から生 産を制御する“金型IoT(Internet of Things) ” を簡単に実現可能です。 このことにより、 コスト削減、 リードタイム短縮、工数の削減など、 トータル的に大幅な省力 化・自動化が可能となる他、高品質の製品を均質にどこででも製造できるようになります。 http://www.sodick.co.jp/product/tool/metal_3d_printer/catalogue/movie/index.html セキュリティ対策 ソディックNC装置はネットワーク接続に対して様々な対策を取っ ています。 LN2RP電源では、 ・FBWF （File Based Write Filter) 機能によるシステムの保護 ・CNCシステムファイル以外の実行禁止 ・FTPを介した電源と外部PCのデータやりとり ・ソディック認証USBメモリ以外の接続禁止 金型IoTを実現する高品質加工 金型加工においては高品質な金属充填率 （メルティング率99.9%） と高精度 な加工が必要となります。 OPM250Lは双方を実現し、従来の金属3Dプリンタではなし得なかった仕 上げ （SPI-A2クラス） が可能となり、 コアのみならずキャビティへの応用が可 能となりました。 バフ研磨後 Ra14nm 精度チェック用テスト加工 マルエージング綱 要求精度±1/100mm 全ての形状が成立しました。 1.1 ±0.01 1.5 ±0.01 2 ±0.01 3 ±0.01 4 ±0.01 OPM250L 40 ±0.01 4 ±0.01 3 ±0.01 Precision Metal 3D Printer 4 ±0.01 3 ±0.01 2 ±0.01 2 ±0.01 1.5 ±0.01 1.5 ±0.01 1 ±0.01 1.1 ±0.01 60 ±0.01 11 OPM250Lによるプラスチック 成 ３D モデル冷却配管 製品３Ｄデータ Procedure 型設計モデル検討 修正箇所提案など 遠隔地から均質で 高品質な生産を制御(金型IoT) 1 樹脂流動解析ソフトMoldex3D （コアテックシステム社）を使って、通常２次元的にしか配置することができない 冷却配管を3次元的に自在に配置。射出成形時の成形品をシミュレーション。冷却時間が同じ場合の成形品の変 形量を比較すると、 ３次元冷却配管の方が変形量が小さいことが確認できます。 従来金型：2次元冷却配管 apan made products 自由な配置を実現する一体成形で 高精度加工 OPM金型：3次元冷却配管 冷却配管は2次元的にしか設置できない為。…自由度が少ない。 ３次元的な冷却配管が設置可能。…自由度が高い。 [Cavity] [Cavity] [Core] [Core] 12 樹脂温度 シミュレーション図 （３次元冷却配管） ●変形を見込んだ金型製作が必要です。 ●変形見込みにより製品の抜け方向に対して逆勾配となるケースがあります。 ●金型構造にスライド機構が必要な場合があります。 ●冷却配管の3次元的な構成が可能で、 変形の見込みをしなくても良い 金型製作が可能です。 ●変形量が抑制されることで、 金型構造にスライド機構が不要となり、 金型製作工程がよりシンプルになります。 ク 成形革命 プラスチック製品の射出成形は、使われる金型の構造により成形性能が大きく左右されます。重要なことは金 型内の温度コントロールで、OPM250Lで製作された金型には内部に3次元冷却配管を自由に配置すること ができます。これにより、金型の冷却ムラを解決し、従来金型では不可能だった超ハイサイクル化と同時に、成 形収縮率を最適化することが可能になりました。加えて、金型製造のリードタイムも半分以下に削減します。 冷却配管設計 シミュレーション OPM金型設計 全体構造 手直し 最も効率的な配管をみつける トータルコスト削減 2 リードタイムの短縮 従来金型の分割部品が一体形状で製作でき、今までの加工機で作れなかった理想の冷却配管が配置可能となり、 成形品の変形量を抑制できます。 従来金型：2次元冷却配管 Cavity （FRONT）21点 OPM金型：3次元冷却配管 Core （REAR）31点 数量 品名 部品番号 数量 Front Insert 10100 2 Rear Insert 50100 1 Front Insert 10200 1 Rear Insert 50200 2 Front Insert 10300 1 Rear Insert 50300 2 Front Insert 10400 2 Rear Insert 50400 2 Front Insert 10500 1 Rear Insert 50500 1 Front Insert 10600 1 Rear Insert 50600 1 Front Insert 10700 1 Rear Insert 50700 2 Front Insert 10800 1 Rear Insert 50800 2 Front Insert 10900 1 Rear Insert 50900 1 Front Insert 11000 2 Rear Insert 51000 2 Front Insert 11100 2 Rear Insert 51100 2 Front Insert 11200 1 Rear Insert 51200 1 Front Insert 11300 1 Rear Insert 51300 1 Front Insert 11400 2 Rear Insert 51400 1 Front Insert 11500 2 Rear Insert 51500 2 Rear Insert 50100 1 Rear Insert 51600 2 合計 21 Rear Insert 51700 2 Rear Insert 51800 2 Rear Insert 52000 Rear Insert 52100 1 合計 31 1 Cavity 1点 Core 2点 OPM250L 部品番号 Precision Metal 3D Printer 品名 13 OPM250Lによるプラスチック成形革命 ＯＰＭ用 Cavity・Core 設計 ＯＰＭ加工 ＯＰＭ金型 後加工 プログラム 精密金属3Dプリンタ OPM250L ワイヤ放電加工機 金型製作リードタイムの 大幅短縮 部品番号 ［工場の規模］ apan made products 10100 10200 10300 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 52000 52100 マシニングセンタ3台 MC1／MC2／MC3 ワイヤ放電加工機6台 EDM1／EDM2／EDM3／EDM4／EDM5／EDM6 形彫り放電加工機6台 EDM7／EDM8／EDM9／EDM10／EDM11／EDM12 研削盤4台 フライス盤1台 52点 ［従来］ 金型製作 部品番号 研削盤1／研削盤2／研削盤3／研削盤4 フライス盤1 ［加工工程］ 443.29H 設計 ［無人加工］ 668.21H 加工 10100 10200 10300 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 52000 52100 52点 組立 リードタイム54日間 14 ※組立には、 ワイヤ放電加工による切り落としと研磨工程含む。 OPM 金型製作 設計 3点 Cavity1 Core2 加工 ［無人加工］ 493H OPM250L OPM250L 組立 3点 55% 削減 OPM250L 2台の場合 リードタイム24日間 Cavity1 Core2 ※ベースプレートなどのパーツを除く。 金型組み付け 成形機加工 製品完成 射出成形機 協力 成形品変形量比較 設計段階 ［従来金型］ 【目的】3次元冷却による開口部の変形量の確認を行う。 【試験内容】条件との比較：型温度50℃＋ロジック温度50℃ 変形量実測値 変形見込み量 ① ① ① 0mm ② ②0.8mm ② ■冷却時間10s ■冷却時間5s ［従来金型］ ③1.2mm ③ 2次元冷却配管のため変形量を 見込んで設計する必要 0 ［OPM金型］ 変形量 （mm） 0.5 （mm） ［OPM金型］ Precision Metal 3D Printer 変形見込み量 ③ 0.5 ① ① 0mm ② 0mm ② ③ 0mm ③ 0 変形量 OPM250L 最適な3次元冷却配管を施せる ため変形量ゼロで設計 15 変形量見込みが不要 金型構造も簡素化 精緻な成形が可能 高効率の冷却により 成形サイクルが短縮 サイクルタイム5秒を実現 時間短縮 コスト削減 生産性の向上に寄与 OPM250L Samples EV用コネクタ 中央のリブ周辺の冷却を強化するため、 リブを囲うよう に冷却配管を配置できる。配管の内部にも切削を行っ て面粗さを向上させ、 φ1.2mmの管内へ十分な量の冷 媒を流している。また、周囲に配置された多数のリブも、 OPM250Lの一工程で全て加工可能。 DATA 造形(焼結)時間：15Hr 切削時間：28Hr 合計時間：43Hr 造形物サイズ：60mm×40mm×Z40mm 材質：マルエージング鋼 使用工具： φ1,φ2mm ボールエンドミル http://www.sodick.co.jp/product/tool/metal_3d_printer/catalogue/movie/index.html apan made products スイッチBOX 冷却が不足しやすい突起部にらせん構造の冷却配管を 設置して、通常の噴水式やバッフル式冷却よりも高い冷 却効率を実現している。合わせて、成形品全体を均等に 冷却する配管を周囲に配置して変形を抑制している。 16 DATA 造形(焼結)時間：17Hr 切削時間：25Hr 合計時間：42Hr 造形物サイズ：120mm×70mm×Z73mm(プレートサイズを含む) 材質：マルエージング鋼 使用工具：φ1,φ2mm ボールエンドミル、 φ1mm フラットエンドミル http://www.sodick.co.jp/product/tool/metal_3d_printer/catalogue/movie/index.html ダクト形状コア OPM250Lは、一般の工作機械では加工できない湾曲 形状内部にも、 らせん構造配管が設計できる。また、深 リブ形状を含む外形の高精度加工と、内部のらせん構 造加工を一台のマシンで両立させることもできる。 DATA 造形(焼結)時間：16Hr 切削時間：43Hr 合計時間：59Hr 造形物サイズ：92.1mm×36.3mm×Z33mm 材質：マルエージング鋼 使用工具：φ1,φ2mm ボールエンドミル http://www.sodick.co.jp/product/tool/metal_3d_printer/catalogue/movie/index.html Precision Metal 3D Printer 円筒型フィンコア OPM250L 深リブに取り囲まれた円筒の中央部分にも、十分な量 の冷却配管を設置し、先端部に対する高い冷却効果を 発揮している。多数のリブもOPM250Lの切削加工の みで仕上げることができ、加工工程が大幅に集約でき る。 17 DATA 造形(焼結)時間：29Hr 切削時間：67Hr 合計時間：96Hr 造形物サイズ：79.6mm×39.8mm×Z61mm 材質：マルエージング鋼 使用工具：φ1,φ2mm ボールエンドミル、 φ1,φ4mm フラットエンドミル http://www.sodick.co.jp/product/tool/metal_3d_printer/catalogue/movie/index.html OPM250L OPM250L専用CAM OS-FLASH （オーエス・フラッシュ） モデルデータのインポート 『OS-FLASH （オーエス・フラッシュ）』はOPM250L専用の CAMシステムです。IGES、STEP、Parasolidなどの apan made products CADデータを入力としてレーザー及び切削データの 両方を作成します。独自のアルゴリズムにより高精度の 切削パスを高速計算で作成することが可能です。 複合加工に特化したパラメータ設定 18 切削データ レーザーデータ CADインターフェース レーザーデータ作成 ３Dオフセットによる 2層構造モデル 入力3Dモデルを3Dオフセットすることによるメルト/コ アの2層構造やチェスボードタイプなど様々なレーザー データが作成可能です。またSTLファイルに対しても レーザーデータが作成可能であり、 スキャンデータなど の造形も可能です。 レーザータイプ [チェスボード] STLモデル対応 切削データ最適化 切削データの高機能、高速な編集作業により最適化を 図ることができ、切削時間の短縮や切削負荷の削減を 実現します。 編集機能の高速化 領域指定による送り速度変更機能 OPM250L シミュレーション Precision Metal 3D Printer 溝部やコーナー部などの高負荷箇所を自動的に検出 し、 送り速度を自動調節 切削シミュレーション機能により、削り込み・削り残しを 確認することが可能です。切削シミュレーションによる 切削シミュレーション機能 造形時間算出機能では造形機の動きを考慮した時間を 算出し、適切な工程管理をサポートします。 造形予測時間の算出 19 OPM250L 装備品 高速主軸、 CCDカメラ 高速ミーリングに使用する主軸は45000min のスピンドル -1 搭載。CCDカメラはレーザーの位置補正に使用します。 apan made products 窒素ガス発生装置 加工エリア内への窒素ガス供給を行います。 20 広い開口部 加工テーブル 肩まで入る開口部により、造形前のセッティングや造形 レーザー加工の土台となるベースプレートを固定し、必要 後の掃除、造形物の取出しが容易に行えます。 高さにベースプレートを設定する機構を有しています。 自動工具交換装置 （ATC） スピンドルとマガジン間の工具のやり取りを自動で行う装 自動工具長測定装置 スピンドル基準面から工具先端の距離を測定する装置です。 置です。マガジンには最大16本の工具がセットできます。 工具取り替えエリア 自動工具交換装置 （ATC） マガジンへの工具セットをする ためのエリアです。 金属粉末を焼結するためのレーザーが照射されます。 排気口 加工エリアの排気口です。 Precision Metal 3D Printer ファイバーレーザー （500W） OPM250L 21 粉末供給量調整機構 造形物が小面積の場合、 リコートするエリアを制限する機構 （オプション） です。 ※イメージ図 材料供給装置 使用済み材料収集バケット のポット （2本） に材料を充填しタンク上部にセットすること めのバケットです。 リコータヘッド内へ材料を供給する材料タンクです。上部 でタンク内へ材料が補充されます。 加工後に加工テーブルに残存している材料を回収するた OPM250L Specifications Dimensions 233 1870 930.5 1531 2288 2055 600 300 145 781 2085 2230 1798 4028 apan made products 本 機 22 最大造形物寸法(幅×奥行×高さ) X軸ストローク Y軸ストローク U軸ストローク 造形タンク内寸(幅×奥行) スピンドルZ軸ストローク 最大粉末供給質量 窒素供給能力 機械寸法(周辺機器含まず) 機械質量(周辺機器含まず) オプション 3灯式シグナルタワー 外部トランス エアドライヤ エアタンク 三相入力線 焼きばめ装置 （ヒートロボ） 材料制限蛇腹 脱磁器 工業用真空掃除機 電動ふるい 250×250×250mm 260mm 260mm 260mm 290×290mm 100mm 90kg(マルエージンク鋼) 32NL/min 1870×2230×2055mm 4500kg 金属粉末 OPM ULTRA1 （マルエージング鋼） OPM SUPER STAR （SUS420J2） OPM Stainless 316 OPM Stainless 630 ※OPM250Lにてご使用いただく金属粉末材料です。 詳細は営業担当までお問合せ下さい。 ※使用できる金属粉末は当社指定の材料に限ります。 ※金属粉末材料に応じて、 当社推奨のベースプレートをご使用ください。 ※金属粉末として、 OPM ULTRA1 と OPM Stainless 316 をご使用の際は、 安全衛生に関する法律 （日本の場合は安全衛生法ー特定化学物質障害予防規則） に準拠した環境を準備願います。 Layout 700 1459 Fume Collector 617 Nitrogen Gas Generator 100 Cooler Assy 300 315 430 Input Power Supply 3-Phase AC200/220V H=1020mm 300 1070 600 Air In 0.7MPa~ H=1285mm 783 1800 680 430 5330 Leveling Block(Base) (4 Posi) 1230 1756 145 617 Power Supply 655 830 2085 2230 1558 790 Leveling Block(Bed) (5 Posi) Machine 100 300 1870 600 600 2770 単位：mm レーザー方式 レーザー波長 レーザー最大出力 レーザースキャン Ybファイバーレーザー 1070nm 500W ガルバノ方式 主軸最大回転速度 主軸最大トルク ATC本数 ツールホルダ方式 45000min 0.8Nm 16本 2面拘束ホルダ HSK-E25 -1 NC装置LN2RP 制御軸数 同時制御軸数 最小設定単位 最小駆動単位 XYZU主軸+B 最大4軸 0.1μm 0.031μm OPM250L 主軸自動工具交換装置 Precision Metal 3D Printer レーザー 23 apan made products Precision Metal 3D Printer OPM250L http://www.sodick.co.jp 本社 / 技術・研修センター 〒224-8522 横浜市都筑区仲町台 3-12-1 TEL（045）942-3111（大代） ●弊 社製品あるいはその関連技術（プログラムを含む）につきましては、外国為替及び外国貿 易法に基づき輸出等が規制されているものです。また、製品によっては米国輸出管理規則の 再輸出規制を受けるものもございますので、日本国外へ輸出あるいは提供する場合には事前に 弊社担当営業までお問い合わせください。 ● 写真は３D モデルから生成したイメージ図を含みます。 ● 不断の研究により予告なく仕様の変更を行う場合があります。 ● このカタログの記載内容は 2016 年 06 月現在のものです。 Printed in Japan S2016008.2016.06<00>
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