ロボットアーム式大型樹脂3Dプリンター

Heron AM

ものづくりに新たな価値を生みだす

特徴

Features

Heron AMは、最大4mサイズの製品の造形を可能したロボットアーム式大型樹脂3Dプリンターです。
造形ヘッド、ペレットの乾燥装置、削るためのツール、ソフトウェアなど造形を開始するために必要なすべてが揃っています。幅広い高性能ポリマーから複合材料、リサイクル材料まで対応しており、ペレットから直接造形できるため材料費を大幅に削減。ペレット材によって生じる表面のざらつきも、付属のツールで削ることで滑らかに仕上げます。
Heron AMが提供する持続可能な生産が、ものづくりに新たな価値を生み出します。

最大4mの造形エリア

最大4m×4m×3mの大型製品が造形できます。また、ロボットアーム式のためサポート材が不要となり、さらに複雑な形状の造形が容易になっています。

※搭載するロボットアームによって変動

24時間自動で連続生産を可能にしたシステム

材料供給とプリントベッドの交換といった、人の手が必要だった作業を自動で行うことで、連続生産を可能にし、リスクとダウンタイムを最小限に抑えます。

マテリアルリサイクルが簡単に

ペレット材から直接造形できるので、海洋ゴミをリサイクルした材料や廃プラスチックから、新しい製品を造形できます。

⚫︎LFAM(大型積層造形)とは⚫︎
LFAMは「Large Format Additive Manufacturing」の略で、積層造形の分野における最先端のテクノロジーです。これは、従来の積層造形技術と比較して、デジタル設計に基づいて層ごとの材料堆積によって大規模コンポーネントをできる能力を指し、建築、建設、自動車、航空宇宙、海洋、鉄道などの業界全体で注目を集めています。LFAMは、建築コンポーネント全体、車両部品、さらには航空機の構造や工具の作成を可能にすることで、設計の可能性と製造効率の限界を押し広げます。

技術

Technology

大きさ、形状、材料に制限なく、産業のニーズに合わせてHeron AMをカスタマイズできます。

エクストルーダー

Extruders

Caracolのエクストルーダーは、複合繊維強化素材からリサイクル素材、バイオ素材まで、幅広い高性能熱ポリマーを使用できます。必要に応じて以下のような様々なエクストルーダーが用意されており、優れた費用対効果、部品性能、造形品質が保たれます。

High Accuracy (HA)

小型・軽量・コンパクトな部品や製品を、高品質かつ細かい部分まで精密に仕上げます。デザイン家具、アートなどの最終部品に最適。

High Versatility (HV)

多様なニーズに柔軟に対応。船舶などで用いる大きな最終部品や、小型から中型の工具・治具・固定具から建築構造物まで、幅広い用途で活躍します。

High Flow (HF)

頑丈で生産性の高いエクストルーダーです。幅広い材料で高品質な造形を実現。また造形効率がよいため、リードタイムを大幅に短縮します。

ロボットアーム

Robotic Arms

6軸以上の柔軟な動きをするロボットアームにより、45°や60°といった従来とは異なる角度のスライスや、非平面ツールパスなど、非常に複雑な形状の部品を製造することができます。また、用途や生産現場の特定のニーズを満たすために、別々のアームサイズでシステムをカスタマイズして構築することも可能です。さらに、アームはレールを使ってX軸方向に、または台座を追加してY軸方向に広げることができます。

Heron AMは、KUKAやFANUC、ABBなどのロボットアームへ搭載可能です。

Eidos Manufacturing

Software

Caracolは、LFAMの設計、スライス戦略、およびロボット工学の長年の経験を生かして、「Eidos Manufacturing」を開発しました。このソフトウェアを使用することで、Heron AMを最大限に活用できます。3Dパスプランニングアルゴリズムにより、複雑なツールパスのプログラミングを簡単に設定することができ、難易度の高い形状やすべての生産パラメータにおいて、最大限のコントロールを可能にします。

また、ロボットアーム、エクストルーダー、材料供給システム、ソフトウェアからのすべての情報を収集・統合するオートメーション・コントロールパネルにより、Heron AMを円滑に管理することができます。

パラメータとパスプランニング

スライスとパラメーターの定義を設定するのに使いやすいインターフェース。非平面スライスや角度のある造形など、複雑なツールパスに対応し、生産パラメーターの設定において最大限のコントロールと精度を提供します。

オートメーション・コントロールパネル

操作がわかりやすいHMIを使用して、ロボットアーム、エクストルーダー、供給システムなどに素早くアクセスし、直接コントロールすることができます。システム全体を円滑に管理し、生産の継続性を保ちます。

IoTプラットフォーム

コンディションやプロセスの監視、デジタルツインの設定、自動定期点検、ログの記録、機材管理、フリート管理などの機能を備えています。

プリントベッド

Printing Beds

Caracolは、あらゆるニーズに対応するため、様々なサイズのプリントベッドを開発しました。交換可能な天板とアルミフレーム構造により、簡単にベッドをかえることができます。

またベッドは各造形の終了時に回転し、造形されたパーツを自動で取り外すことができるため、連続生産に最適です。

Standard

天板を備えたアルミフレーム構造は、セットアップに便利です。シンプルな縁により、作業中の安定性が保証されます。

Flexible

スチール製のベッドで、高い剛性、平面性、耐久性を保証します。天板は必要に応じて交換可能。(MDF、ポリマー、合板、ガラスなど)

Automatic

最初の層を機械的に固定できるよう設計されているため、作業員の手を借りずに、自動で部品を固定することが可能です。また各作業後に部品を連続的に取り外すことができるよう、安定性を重視して設計されています。(特許取得済)

材料供給システム

Feeding System

Caracolが開発した自動材料供給システムにより、材料の直接かつ連続的な供給が可能になりました。乾燥装置はエクストルーダーに接続され、造形中絶え間なく材料が投入されます。そのため、人の手による作業が不要となり造形が中断されることを防ぎます。また、ペレットと破砕片は適切な湿度と温度で保管・乾燥されるため、最適な性能と品質が保たれます。

容量は50〜80Kgほどあり、複数の材料供給システムを追加することで、生産の継続時間を無制限に延長することが可能です。

エンクロージャー

Enclosures

温度や湿度などの環境パラメーターを管理、記録することで、最適な生産パラメーター設定の再現性と安定性を保ち、繰り返しの造形でも同じ品質を保証します。

完全に密閉され、環境が調節された断熱セルから、遠隔地での製造を可能にする移動式コンテナ、屋外で使用できるセーフティライトカーテンや保護ケージが付いた移動式コンテナまで、スペースやニーズに応じて選択することができます。

材料

Material

Heron AMは、幅広い高性能ポリマーから複合材料、廃棄物をリサイクルした材料まで、多くの材料に対応しています。これらの材料は、Heron AMで使用できるよう徹底的にテストされているため、最適な材料となっています。

Polypropylene

PP

耐溶剤性や耐薬品性が高く、弾性や耐衝撃性などの機械的性質に優れた軽量ポリマーです。使用温度は80℃まで可能で、ガラス繊維やアルミニウムの代替えができます。海洋、航空宇宙、デザイン家具、建築などの分野で機能部品や工具を製造するのに最適です。

Acrylonitrile Butadiene

ABS

接着剤、塗装、その他化学薬品を塗布する必要がある場合におすすめです。機械的特性に優れ、安定した品質を提供。優れた費用対効果があり、80℃以下の低温用途(プロトタイピング、タイトモールド、トリミングやグリップ用ツール、機械的圧力を受けない部品など)に適しています。

Acrylonitrile Styrene Acrylate

ASA

耐薬品性、UVカットが必要な場合に特に最適です。さらにガラス繊維で強化することで、弾性や強度などの機械的特性が要求される場合にもおすすめ。屋外で使用したり、デザイン家具の造形に多く採用されています。

Polylactic AcidA

PLA

非常に加工がしやすいバイオベースの素材で、自然な色合いのため、簡単に好きな色をつけられます。屋内のデザイン家具やアートなどで広く使用されており、リサイクルも容易です。リサイクル材や、バイオベース素材でも造形できます。

Polyethylene Terephthalate Glycol

PETG

ポリエステルをベースとし、再生品、透明品、難燃性をもつガラス繊維強化品があります。耐衝撃性、耐薬品性、耐紫外線性に優れ、最高使用温度は80℃。PET-GはPVCに似た屋外・屋内用の最終部品やデザイン家具、プロトタイピング、鉄道の外装部品などに最適です。

High Strength And Flex Elastomer

TPE

高強度で柔軟性のあるエラストマーで、クッションや座席など、トポロジー最適化された柔軟な構造に最適です。ショアA90、最高80℃まで対応し、家具、座席などの大型のゴム状部品の造形に広く使用されています。

Polycarbonate

PC

耐薬品性が要求される場合に特におすすめで、優れた機械的・熱的特性、耐熱性を持ちます。この材料は、最高130℃、3〜6barまでの中温中圧に耐えることができます。オートクレーブ成形や耐熱キュアツール、ラミネーションツールなどの機能的用途やエンジニアリング用途に最適です。

Polyetherimide

PEI

UL94V-0の高い難燃性、優れた耐熱性をもちます。さらに最高200℃までの安定した物理的・機械的特性、高強度、高剛性、炭化水素やアルコールなどの流体に対する優れた耐薬品性も備えています。高温高圧用工具や、航空宇宙、自動車、鉄道などの分野の最終部品に最適です。

事例

Case study

TOOLING

Design &
Furniture

MARINE

Design & Furniture

PRIVATE SPACES | TORRE CAPITOLARE FURNITURE

1161年に建てられた古い塔を朽ち果てることから救う。これが、Capitolare Suite Towerの誕生につながったプロジェクトの出発点でした。イタリアのポルト・ヴェーネレの美しい村にアクセスできる古代の塔は、CaracolのHeron AMを使用して、すべてが3Dプリントで製作された世界初の豪華スイートルームとして生まれ変わりました。

バスルームは貝殻の破片から作られた天然のモルタルで作られています。また、家具はすべて再生プラスチック材料を使用し、再生PPにガラス繊維を30%配合することで補強しています。このプロジェクトでは、5年ごとに家具から家具へマテリアルリサイクルすることで、今後数十年にわたり、クローズド・ループと廃棄物ゼロの好循環経済を実現しようとしています。

PUBLIC SPACES | MASAU URBAN FURNITURE

Caracolの「MASAU」プロジェクトは、環境と社会の両方に有益な都市型家具の開発を目的としています。ロンバルディア州のプロジェクトの協力でLCEが実施したLCA(ライフサイクル・アセスメント)調査により、MASAUの製造プロジェクトが及ぼす影響を分析しました。その結果、3Dプリンティングを含む製造技術の環境負荷低減に、Caracolの事業がどのように影響しているかを確認することができました。
3Dプリンティング技術はいまだ環境に多大な影響を及ぼしている可能性があるものの、caracolでは以下のような取り組みで、環境に有益となる活動に懸命に取り組んでいます。

・資源の使用の最小化
・製造時間の短縮
・形状の最適化
・オンデマンド生産
・サポート材を不要にして、組み立てや複雑な後処理工程を削減

このプロジェクトでは、施設内での交流を目的とした環境を構築するため、ベンチなどは有機的な形状でデザインし、半円状に設置しました。また、スマートセンサーを搭載し、ゴミ箱から自動給水することができる花瓶は、すべて太陽光発電で電力供給されています。これらの製造にはマテリアルリサイクルが可能な再生PPをベースにした、屋外でも耐えられる材料を選択しています。
こうした社会的にも役立つ都市要素を生成することにより、環境に配慮した設備を柔軟に製造する可能性を示しました。

Marine

BOAT HULLS | BELUGA SAIL BOAT

Belugaは、3Dプリンターで一体成形された世界初の帆船です。従来このようなボートを製造するには、金型を用いて、グラスファイバーのようなリサイクルが難しい材料を採用します。このBelugaの製造では、ガラス繊維を30%配合した再生PPを採用して3Dプリントすることに成功しました。

Heron AMのLFAM技術によって、船体を一体化した単一部品として製造することが可能になりました。さらに、造形ヘッドを45°の方向に柔軟に動かせるので、中抜きされた軽量かつ幾何学的に複雑な構造を持つ部品を製造することができます。

SUPERSTUCTURES | AIR GRIDS

Heron AMは、海洋設計者や造船会社からの要望に応じた、複雑でカスタマイズされた1点ものや、少量生産品が中心であるヨットのエアグリッドのような上部構造部品の製造を可能にしました。

TOOLING

TRIM & DRILL JIGS

トリミングツールとドリルは、航空機の機体の製造やメンテナンスの工程に欠かせません。アルミニウム、複合材、チタンなど、多様な材料を切断・成形し、最終的な機体を構成するさまざまな部品を製作・調整するために使用されます。また、これらのツールは、使用する材料の種類や具体的な作業内容に応じて慎重に選択する必要があります。このように適切なツール選択と技術で、メーカーは厳しい安全基準を満たす精密で信頼性の高い航空機を製造しています。

このツールはCaracolのABS 20GFを使用して製造され、機体の製造作業中のあらゆる機械的圧力に対する耐性を保持しながらも、優れた費用対効果を維持し、航空機の軽量部品の交換を行う際に用いられています。

重量:100kg / 最大 80%削減
廃棄物:最大 60%削減
コスト:50%削減

AUTOCLAVE CURE TOOLS

この、スーパーカーのカーターカバーを製造するための金型は、CaracolとAirtech社が共同開発したAirtech Dahltram® C250-CF材料(20%のCFで強化されたPC)を使用しています。

開発された材料とHeron AMの技術によって、精度と正確さが要求される自動車の車体やカーターカバーといった個別設計が必要な主要部品の金型も直接製造が可能になりました。従来の方法と比較して、金型製造の工程が減り、さらに設計も加工ツールの形状に合わせることができます。これによりリードタイムと総重量が削減でき、生産現場での部品の移動、保管のための移送を簡素化することができました。

重量:21kg / 最大60%削減
廃棄物:最大70%削減
コスト:50%削減

工場見学

Factory tour

横浜本社工場にて、実際の機器や造形サンプルを手に取れる見学会を開催しています。ご興味のある方はお気軽にお問い合わせください

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