蕗ちゃんの道草日記

半導体製造装置に金属3Dプリンタを採用することの、代表的なメリットについて解説します。

金属3Dプリンタ以外では難しい造形形状の実現
金属3Dプリンタは、他の製造方法では実現が難しい形状を実現できます。
例えば、平面に多数の微細な突起形状を成形した形状や滑らかな曲線で構成される流路などです。
半導体製造装置の性能向上を実現できる形状はわかっていても、従来の金属加工法（切削加工や鋳造、板金加工など）では実現困難でした。
しかし、難しい形状を造形できる金属3Dプリンタなら製品設計の幅が広がります。
特に半導体製造装置では、流路の微細な調整による細かな温度調整や気体の混合による性能向上を実現しています。


試作・評価サイクルの短期化
試作品のように、少量部品かつ試作から評価までの期間が限られているときには、金属3Dプリンタがおすすめです。
金属3Dプリンタは、3DCADのデータと製造装置、必要な材料があれば、オンデマンドで製造できます。
従来の製法に比べると造形時間はかかりますが、プログラムの準備などが不要です。
試作・評価サイクルを短期化すると、限られた開発期間の中でも高性能の製品を開発できる可能性があります。
半導体や半導体製造装置の不足という課題の解消や競争力の向上に繋がります。


高耐食材料・高強度材料の採用が可能
一般的に高強度の部品は、切削加工において難削材とされます。
加工効率が悪く、工具摩耗が他の材料に比べると早いため、問題となるのが製造コスト増です。
さらに複雑な形状であればあるほど、部品の細分化や段取り替え回数が増加し製造コストが高くなります。
金属3Dプリンタでは、高耐食材料・高強度材料を使用可能です。複雑な形状の部品でも効果的に造形できます。
また、溶解法（複数の金属を加熱・溶融した後に固め、純金属や合金を精製する製法）では、
合金組成を偏析が起こらないよう均一に分散して造形するのは困難です。

しかし、金属3Dプリンタであれば急速な溶融凝固を繰り返し行うため、合金組成を均一に分散させた造形を実現できます。
このように、従来の加工方法では難しかった材料でも金属3Dプリンタを用いることで課題の解消が可能です。
従来は使用できなかった高耐食・高強度の材料を使用することができ、それが製造装置の高特性化に繋がる可能性があります。

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