MJF技術で実現できる最大造形サイズは？

工学的観点から見ると、Multi Jet Fusion（MJF）の「最大造形サイズ」は単一の固定値ではなく、使用するマシンプラットフォームとネスティング戦略によって決まる範囲です。現在の商用MJFシステムは、X・Y・Z方向で数百ミリメートル程度の造形体積を持ち、中型サイズの機能部品（ハウジング、ブラケット、マニホールドなど）を一体で造形できます。ただし、板金や鋳造のサイズには及ばないため、私たちはMJFをCNC加工サービスや3Dプリントなど他の製造プロセスを補完する中規模生産技術として位置づけています。

代表的なMJF造形エリアとその意味

最新のMJFマシンは長方形の粉末床をベースに設計されています。一般的な産業用構成では、X–Y平面で約380 × 280 mm、高さZ方向で約380 mmの造形領域を持ちます。実際の設計では、粉末オーバーフローや端部効果、プロセス公差を考慮して、最大寸法を公称値より少し小さく設計するのが理想です。

これにより、数百ミリメートル級の中型部品（筐体、ダクト、構造ブラケットなど）を一体で造形可能です。より大型の製品では、インターロック機構を持つモジュール構造を設計し、造形後に機械的締結や接着、またはCNC試作加工を組み合わせて高精度な結合を実現します。

ネスティング戦略と造形効率の最適化

最大造形体積はハードウェアで決まりますが、実際の出力効率はネスティング（部品配置）の工夫によって大きく変わります。MJFでは、粉末床内で部品を3D的に積み重ねることが可能です。短い部品をZ方向に多層配置し、小型・中型部品であれば数十〜数百個を同時造形することもできます。精度・表面品質・充填密度のバランスを最適化しながら配置します。

試作造形と量産造形では戦略が異なります。試作では脱粉や検査を容易にするため部品間の間隔を広めに取ります。一方、少量量産やMJF量産部品では、より高密度な配置と標準化された配向を採用し、積層方向ごとの変形を補正するための検証済み補正係数を使用して寸法精度を維持します。

MJFを選択すべき場合と他技術の比較

設計がMJFの造形範囲に収まり、PA12などの高機能ポリマーに適している場合、MJFは試作・最終製品のいずれにも極めて効率的です。造形範囲を超える部品については、設計を分割して組み立てるか、目的に応じてSLS造形部品、FDM造形ソリューション、またはプラスチックCNC加工など他の工法を選択します。

産業機器や民生製品などの重要用途では、MJFで複雑な内部構造や軽量化設計を造形し、その後CNC加工で高精度面や嵌合部を仕上げるハイブリッド手法を採用します。これにより、複雑形状を造形体積いっぱいに活用しつつ、組立要件や品質基準も満たすことができます。

造形体積を最大限活かすための設計指針

1. 最大寸法はマシン軸移動範囲より10〜20 mm小さく設定し、マージンと公差を確保する。

2. 非常に長いまたは広い部品はモジュール化し、結合方法を事前に計画する。

3. 単に「収める」だけでなく、反りや寸法歪みを最小化できるよう部品の向きを最適化する。

4. 量産では部品の配向と配置パターンを標準化し、ビルドごとに一貫した機械特性と寸法を確保する。

5. 高精度面や意匠面が必要な場合は、ワンストップサービスによる二次加工・仕上げと組み合わせる。

まとめると、MJFの最大造形サイズは単一部品に対して広い設計余地を提供しますが、その範囲内でネスティング戦略やハイブリッド加工を組み合わせることで、試作から量産まで効率的にスケールアップできます。