の戦略的優位性
金型向け積層造形技術
2025年3月27日 | 読了時間：8分
製造業者は、生産効率、部品品質、最終的な収益に直接影響する金型に関する課題に直面し続けています。熱管理の問題は生産のボトルネックを生み出します。複雑な形状は設計上の妥協を必要とします。そして従来の金型の長いリードタイムは製品発売を遅らせ、市場変化への対応力を制限します。こうした課題が深刻化する中、積層造形（AM）はこれらの根本的な課題を解決すると同時に、性能最適化のための新たな可能性を開く魅力的な代替手段として台頭してきました。
工具製造における積層造形の利点
従来の工具製造方法は数十年にわたり産業に貢献してきたが、固有の限界も抱えている。複雑な形状には複数の加工工程が必要で、冷却チャネルは直線設計に制限され、リードタイムは数ヶ月にも及ぶことがある。AM（積層造形）はこれらの課題を直接解決する：
- リードタイムの短縮：従来の工具は長いセットアップ時間を要する場合がありますが、積層造形による工具は設計、印刷、後処理までわずか数週間で完了することが可能です。この劇的な短縮により、市場対応の迅速化とより俊敏な製品開発サイクルが実現します。
- 設計自由度による性能向上：AM技術により、従来不可能だった形状、例えば部品の輪郭に完全に沿ったコンフォーマル冷却チャネルの実現が可能となります。これにより冷却が均一化され、サイクルタイムが短縮（多くの場合20～40％）、欠陥の減少による部品品質の向上が図られます。
- コスト効率の高い反復設計：従来の金型設計の変更は高コストかつ時間を要する。AM技術では、修正をデジタルで実施し、再加工や新規金型作成に伴う高額な費用をかけずに新たな工具を印刷できる。
従来の工具課題の克服
様々な業界のメーカーは共通の金型課題に直面しており、AM（アディティブ・マニュファクチャリング）はこれらを解決する上で独自の強みを発揮します：
- 熱管理：ショットブロックが深刻な熱疲労問題に直面する高圧ダイカスト（HPDC）を検討する。従来の直線冷却チャネルは冷却ムラを発生させやすく、ホットスポット、金型の早期故障、鋳造欠陥を引き起こす。AMでは、冷却チャネルを熱不均衡が発生する箇所に精密に適合させることが可能であり、従来加工では不可能な複雑な形状に沿うことができる。このターゲット冷却アプローチにより、金型寿命が劇的に延長されると同時に、鋳造品質と均一性が向上する。
- 工具寿命：工具の摩耗が激しい部分は従来、メンテナンス上の課題や生産のボトルネックを生み出してきた。高性能工具鋼と、AM（アディティブ・マニュファクチャリング）のみが実現可能な設計自由度の組み合わせにより、過酷な条件下でも卓越した耐久性と性能を発揮し、工具寿命を大幅に延長する。
- 複雑な形状：製品設計がますます複雑化する中、従来の製造方法ではこれらの複雑な形状を効率的に生産できる工具の製作が困難です。AM（積層造形）はこの制約を取り除き、設計上の妥協なしに製品要件に完全に適合する工具を実現します。
工具製造のための積層造形技術を実現する
EOSは、工具メーカーの多様なニーズに応える産業用3Dプリンティングシステムを提供しています。当社の金属システムは、レーザー粉末床溶融（LPBF）技術を採用し、高性能工具の製造に必要な精度、再現性、材料の柔軟性を実現します。小型工具向けのコンパクトシステムから大量生産向け大型フォーマットシステムまで、EOSはお客様のAM導入を支援するソリューションをご用意しています。 当社のシステムは、堅牢な造形品質、高度なプロセス監視機能、オープンアーキテクチャで知られており、最も複雑なアプリケーション要件にも対応できるよう最適化が可能です。
材料の優位性：EOS工具鋼
材料の選択は常に核心的な課題ですが、工具用途においてはさらに重要度が高まります。部品は過酷な条件下で摩耗や損傷に耐えなければならないためです。このためEOSは工具ラインアップに多大な投資を行っており、工具用途に特化した各種材料を提供しています。 その一例がEOS ToolSteel .2709であり、厳しい工具用途において優れた性能を発揮します。この材料は卓越した特性により、多くの主要メーカーから優先的に選ばれています：
- 優れた機械的特性。
- 優れた加工性による容易な後処理。
- 真空または不活性ガス雰囲気下で57 HRCまで熱処理可能。
- 多様な仕上げオプション：機械加工、放電加工、溶接、ショットピーニング、研磨、コーティングなど。
- 高圧・高温環境下での優れた性能。
業界リーダーがAM工具を採用
新たなプロセスを導入する際、意思決定者は初期費用やその他の変更点を、コスト削減などの期待される利益と天秤にかけなければならない。工具製造において従来型製造と積層造形（AM）製造の双方の利点と欠点を検討する価値はあるものの、既に様々な産業で導入が進み、目覚ましい成果を上げていることは否定できない。
アーケル：積層造形用工具のパイオニア
アーケルは、40年以上の実績を持つ北米の著名な金型メーカーであり、従来の金型製造手法の限界、特に熱管理と金型の寿命に関する課題への対応において限界を認識していました。革新的な解決策を模索する中で、同社はEOSとAM（アディティブ・マニュファクチャリング）に注目し、金型性能の限界を押し広げることにしました。
アーケルでは、EOSマシンの高度な能力と、当社独自の熱処理レシピおよびパラメータ最適化を組み合わせています。10万ショットを超える積層造形部品のデータを保有しており、高摩耗領域における従来製造部品の標準的な工具寿命を上回っています。積層造形こそが工具の未来であると確信しています。
アーケル 積層造形グループ マネージャー
ヴィラス・デュリペタ
この実世界の検証は、多くの早期導入者が発見した事実を裏付けています：AM製工具は従来の工具の性能に匹敵するだけでなく、特に困難な用途においてそれを上回ることも多いのです。
AMツールング入門
アディティブ・マニュファクチャリングが工具製造業務をどのように変革できるか、ご検討いただけますか？EOSは移行を支援する包括的なリソースを提供します：
- デジタルツーリングセッションでは、部品スクリーニング、AI設計最適化、シミュレーションの知見、および実装戦略について学びます。
- 当社の材料専門家と連絡を取り、EOS MaragingSteel その他の材料がお客様の特定の工具課題にどのように対応できるかを理解してください。
製造業の未来には漸進的な改善以上のものが求められています。それは根深い課題に対する実践的な解決策です。工具用AM（積層造形）は、リードタイムの短縮、性能向上、競争優位性といった具体的なメリットをもたらし、生産効率と収益性に直接的な影響を与えます。AM工具が製造プロセスをいかに強化できるか、ぜひご覧ください。競合他社は既に導入しています。
