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フランスの3DプリンターメーカーLynxter社の日本国内代理店を勤める株式会社システムクリエイト（本社：大阪府東大阪市荒本新町、代表：川上正義）は、最先端シリコーン3Dプリンティング技術を活用した、カーボンファイバー製品の中空複合部品の製造プロセスをご紹介いたします。
Lynxter社は、3Dプリンティングの可能性を最大限に引き出し、あらゆるプロジェクトの最適化を追求しています。その一環として、同社の複合材料エンジニアであるEnzo Lobry氏は、従来の製造方法で課題となっていた「中空部品の形成」と「繊維の確実な圧縮」を解決する新たな手法を開発しました。
従来の製造方法の課題と新技術の優位性
カーボンファイバーを用いた中空複合部品の成形には、従来、真空バッグを用いた圧縮成形が一般的でした。しかし、この方法には以下のような課題がありました。
- 作業時間が長く、熟練技術が必要
- 繰り返し使用できないため、コストが高い
- 廃棄物が発生し、環境負荷が高い
これに対し、Lynxter社の3Dプリント技術を活用することで、再利用可能なシリコーン製のブレーダー（膨張膜）を成形し、金型内で複合材料を圧縮する新しいアプローチが可能となりました。
シリコーン3Dプリンティングによる新たな製造アプローチ
複合材料を使用した部品の製造において、中空構造を作成し、繊維を金型の壁面に確実に密着させることは、大きな技術的課題とされています。従来の製造プロセスでは、真空バッグを使用して複合材料を圧縮する方法が一般的ですが、この手法は作業時間が長く、熟練した技術を要するだけでなく、使い捨ての真空バッグによる環境負荷も問題視されていました。
この課題を解決するため、Lynxter社の複合材料エンジニアであるEnzo Lobry氏は、3Dプリントされた再利用可能なシリコーン製ブレーダー（膨張膜）を活用する革新的なアプローチを開発しました。
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3Dプリントによるブレーダー製造プロセス
まず、最終製品の成形に使用する金型を設計・製造します。本プロジェクトでは、Lynxter社のIDEX方式のフィラメント3Dプリンター「S300X - FIL11 | FIL11」を使用し、耐久性に優れたポリカーボネート（PC）を材料として金型を製造しました。IDEX方式を活用することで、左右対称のパーツを同時にプリントし、製造時間を短縮することが可能となりました。
次に、シリコーン製のブレーダーを3Dプリントします。使用したのはLynxter社の液体材料対応3Dプリンター「S300X - LIQ21 | LIQ11」で、同プリンターは等方性の特性を持ち、全方向で均一な機械的強度を実現できます。ブレーダーの材料には、高柔軟性（ショア硬度10）のCOP1050シリコーンを使用。高温耐性に優れ、複合材料を確実に圧縮するだけでなく、簡単な脱型を可能にします。
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中空複合部品の成形プロセス
金型とブレーダーが完成した後、カーボンファイバー製の自転車用ハンドルステムの成形を行いました。
- 金型の内壁にカーボンファイバーを配置
- 3Dプリントしたシリコーン製ブレーダーを金型に設置
- 金型を閉じ、ブレーダーに圧力を加えて複合材料を圧縮
- 成形完了後、ブレーダーを取り出し、最終仕上げ
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このプロセスにより、従来の真空バッグを使用する方法に比べ、工程の簡略化と環境負荷の低減が実現されました。
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Lynxter社の3Dプリンター導入のメリット
本プロジェクトでは、Lynxter社の2種類の3Dプリンターを活用することで、スムーズかつ高精度な製造プロセスを実現しました。
- S300X - FIL11 | FIL11（デュアルエクストルージョン対応フィラメント3Dプリンター）
- S300X - LIQ21 | LIQ11（シリコーン3Dプリンター）
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これらのプリンターを組み合わせることで、金型の製造からブレーダーの成形、最終製品の仕上げまで、一貫したプロセスが可能となります。試作・治工具製作・生産用部品の製造において、短納期かつコスト効率の良いソリューションを提供します。
本技術の導入により、より効率的で環境負荷の少ない製造プロセスを実現し、複合材料の活用をさらに促進することが可能となります。システムクリエイトは、Lynxter社の最先端3Dプリンティング技術を通じて、日本の製造業の発展を支援してまいります。
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■会社名：株式会社システムクリエイト
■代表者：代表取締役 川上 正義
■設 立：1992年6月19日
■本社所在地：大阪府東大阪市荒本新町1-20
■TEL：06-6618-8555
■FAX：06-6618-8566
■事業内容：3Dデジタルツール導入支援・販売・サポート
・ソフトウェア（CAD/CAM・IoTツール・解析）
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