FRP 業界における 3D 印刷の応用は、主に FRP 彫刻モデルの制作に反映されています。3D 印刷技術により、グラスファイバー彫刻の制作効率が大幅に向上し、より複雑なデザインを実現できるほか、時間と予算コストを大幅に節約できます。

具体的には、3D 印刷技術は、CAD モデル データを制御可能な 3D プリンターの操作手順に変換し、レイヤーごとの堆積、溶融、粉末焼結などにより、デジタル モデルに基づいて物理的なオブジェクトを作成できます。グラスファイバー彫刻の制作では、3D プリンターを使用して彫刻のモデルをすばやく印刷し、グラスファイバー材料を使用してその後の加工と制作を行うことができます。この方法は、モデル制作を迅速に完了できるだけでなく、彫刻アーティストの創造的なニーズを満たすさまざまな複雑なデザインと形状を実現できます。以下では、グラスファイバー彫刻の分野における SLA 3D プリンターの応用について説明します。


SLA 3D 印刷の製造プロセスには、主に次の手順が含まれます。

1. スライス ファイルの生成: 設計された 3D モデルをスライス ソフトウェアにインポートし、スライス ファイルを生成します。このプロセス中に、印刷層の高さや充填密度などのパラメータを調整できます。

2. 材料の準備: 感光性樹脂を SLA 3D プリンターの材料タンクにロードします。

3. 製品の印刷: プリンターは最初に最下層を印刷して、モデルの位置を固定し、印刷品質を確保します。

4. レイヤーごとの印刷: スライス ファイルの指示に従って、SLA 3D プリンターは感光性樹脂をレイヤーごとに固め、下から上に向かってモデルをレイヤーごとに印刷します。レーザーまたはビームが感光性樹脂に照射され、硬化されてモデルの各層が形成されます。

5. 印刷の完了: モデルのすべての層の印刷が完了すると、プリンターは自動的に停止します。この時点で、印刷されたオブジェクトを光硬化タンクから取り出す必要があります。

6. その後の処理: 印刷されたオブジェクトを取り除いた後、最終的に必要な品質と外観を実現するために、サポート構造の除去、表面処理などの後続の処理操作が必要になる場合があります。


SLA 3Dプリンターの生産速度は約100〜400g/hです。たとえば、Harbin 3D H360の生産速度は100〜300g/h、HI-600とHI-800の生産速度は300〜400g/hです。3Dプリントに光硬化樹脂を使用すると、より短時間で大型の彫刻を製造でき、表面は非常に滑らかで、後処理をほとんど行わずに着色できます。

対照的に、従来のFRPプロセスでは、次の手順が必要です。

1. 型の作成：まず、対応する型を作成する必要があります。通常は、木板、アルミ板、その他の材料で作られています。

2. 材料の準備：グラスファイバー布、エポキシ樹脂、その他の材料を準備し、割合に応じて混ぜます。

3. 金型のコーティング：金型の表面に離型剤を塗布し、金型の内側に既製のグラスファイバー布を入れ、ブラシまたはスプレーガンでエポキシ樹脂を均一に塗布してグラスファイバー布に浸透させます。

4. 塗布：グラスファイバー布とエポキシ樹脂の最初の層が乾燥したら、グラスファイバー布の2番目の層を追加し、必要な厚さに達するまでエポキシ樹脂を塗布するプロセスを繰り返します。

5. 硬化：塗布が完了したら、金型を高温オーブンに入れて硬化させます。通常、数時間から1日かかります。

6. 脱型とその後の処理：硬化後、金型を取り出して脱型します。最後に、表面の研磨などの後続の処理操作が必要になる場合があります。

従来のプロセスと比較して、SLA 3Dプリンターは製造効率が高く、プロセスフローがより簡素化されているため、顧客のニーズをより早く満たし、生産効率を向上させることができます。

SLA 3Dプリントと従来のFRPテクノロジーの成形原理には明らかな違いがあります。従来の FRP 製造プロセスでは、まず簡単な型を作り、その型に離型剤を塗布します。型が乾燥したら、樹脂とガラス強化繊維を混ぜて手作業でコーティングし、硬化と型抜きを行い、最後に後処理を行います。このプロセスは比較的面倒で、熟練した職人が熟練した操作を行う必要があり、製造に時間がかかります。SLA 3D 印刷の場合、モデルをスライス ソフトウェアにインポートし、パラメーターを調整して印刷を開始するだけです。スライス プロセスは通常 10 ～ 20 分しかかかりません。印刷時間はモデルのサイズによって異なり、最大生産能力は 400g/h に達します。

材料コストの面では、感光性樹脂の原材料コストは一般に 1 キログラムあたり数十元から 200 元ですが、グラスファイバーのコストは 1 平方メートルあたり約 800 元で、SLA 3D 印刷の使用コストは 1 平方メートルあたり 200 ～ 400 元です。材料費は似ていますが、FRP の製造には、オペレーターが手作業を行うために豊富な経験を必要とするため、より高い人件費が必要であり、これも製品の総コストに影響します。対照的に、SLA 3D プリント職人は、プリンターを操作するために 2 ～ 3 日のトレーニングのみを必要とします。

製品の品質の面では、SLA 3D プリント プロセスは、材料を層ごとに固めることです。印刷されたモデルの表面のディテールは滑らかで、簡単な後処理後に使用できます。ただし、従来のグラスファイバー製造では、複数の手動コーティング、トリミング、研磨が必要であり、エラーや凹凸が発生しやすく、より多くの手動処理が必要です。SLA 3D プリンターは、レーザーで樹脂を固めて印刷し、より強度が高く精細な製品を作ります。ただし、使用される材料が比較的壊れやすいため、製品の耐衝撃性は従来のグラスファイバー製品ほど良くないことに注意してください。したがって、グラスファイバー材料を組み合わせて製品の強度を高めることを検討できます。

製造プロセスの面では、従来の FRP プロセスでは、手作業による型作り、樹脂コーティング、布地のラミネートなどの多くのステップが必要なため、製造サイクルが長くなります。 SLA 3Dプリンターは、高度な3D印刷技術を使用して樹脂を層ごとに硬化させて部品を製造し、製造時間を大幅に短縮し、人件費を削減します。

顧客が言及する可能性のある問題は、発泡成形プロセスをSLA 3D印刷+グラスファイバーに置き換えたいということです。これはそれほど難しいことではありませんが、新しいプロセスによって引き起こされる問題に遭遇する可能性があります。ただし、参照できる比較的成熟したプロセスケースがすでにあるため、潜在的な問題は予備的な調査と実践を通じて解決できます。彫刻や建築装飾業界に関しては、SLA 3D印刷を使用してモデルを作成することを選択すると、製品をより効率的かつ低コストで製造できます。現在、市場での用途は多くなく、まだブルーオーシャン市場です。

さらに、3D印刷技術は、ランプ、家庭用品など、さまざまな実用的なグラスファイバー製品の製造にも使用できます。3D印刷技術により、ユニークな形状と複雑な構造のグラスファイバー製品