金属3Dプリンティング用ステンレス鋼316Lパウダー

概要

ステンレス鋼316L粉末は、モリブデンを含有し、炭素含有量が少ないステンレス鋼粉末の一種です。オーステナイト系クロム・ニッケル系ステンレス鋼で、高い強度と優れた耐食性を示します。316Lパウダーは、航空宇宙、医療、自動車、一般製造業などの業界で、3Dプリンティングや積層造形用途に広く使用されています。

316L粉末の主な特性には以下のようなものがある：

構成： 鉄、クロム、ニッケル、モリブデン、マンガン、ケイ素、炭素、リン、硫黄

粒子の形状： 球状、高流動性

粒子径： 15～45ミクロン、サブミクロンサイズも可能

密度が高い： 約7.9g/cc

融点： 1381-1400°C

主な特徴 耐食性、耐熱性、溶接性、強度、生体適合性

一般的な商品名： 316L, 1.4404, 1.4435

316Lパウダーは、選択的レーザー焼結（SLS）、直接金属レーザー焼結（DMLS）、電子ビーム溶解（EBM）、バインダージェッティングなど、さまざまな3Dプリンティングプロセスを使用して、複雑な形状を持つ強力で耐久性のある部品をプリントするために使用できます。

316L粉末の種類

316Lステンレス鋼粉末には、主にいくつかの種類がある：

ガスアトマイズ316Lパウダー

• 不活性ガスアトマイズ法で製造
• 表面が滑らかな球状粒子
• 流れやすく、印刷用に密に詰められる
• 良好な展延性と締固め性
• レーザーベースおよびバインダージェット3Dプリンティングに広く使用されています。

水アトマイズ316Lパウダー

• 高圧ジェット水流を使用
• 不規則な粒子形状
• 多孔質表面、高酸素含有
• ガスアトマイズ粉末に比べて低コスト
• 主にプレス・焼結用途に使用

プラズマ霧化316L粉末

• プラズマアトマイゼーションで製造
• 非常に球状の粒子
• 制御された粒度分布
• 高密度を必要とする重要な用途に使用
• 他の噴霧方式に比べて高価

リサイクル316Lパウダー

• 3D造形から未使用のパウダーを回収
• 粒子の形状やサイズが混在している可能性がある
• ふるい分けと加工が必要
• 非重要アプリケーション向けの低コストオプション
• 過去に建設された建物からの汚染に対する懸念

316L 粉体組成

316Lステンレス鋼は、鉄と合金化したクロムとモリブデンから耐食性を得ている。以下は316L粉末の元素組成である：

低炭素鋼は溶接中の炭化物の析出を抑え、耐食性を向上させる。モリブデンの添加により、塩化物環境下での孔食とすきま腐食の性能が向上する。

組成は、UNS S31603、W.Nr 1.4404、AISI 316L、ISO 5832-1などの国内および国際規格に準拠しています。特殊な要求にはカスタム合金も可能です。

主な特性と特徴

316L粉末は、優れた特性を併せ持つユニークな材料であり、様々な産業における重要かつ高性能な用途に適しています。

耐食性 酸、アルカリ、塩、有機化学薬品に対する優れた耐孔食性、耐隙間腐食性、耐応力腐食割れ性

機械的特性 高い極限引張強さと降伏強さ、優れた延性と衝撃強さ

耐熱性 900℃までの連続使用に耐え、特定の用途ではそれ以上の断続的な暴露にも耐える

溶接性 溶接が容易で、非安定化グレードに比べ溶接時の感作が少ない。

生体適合性 医療用インプラントや医療機器に使用される、高い生体適合性を持つ非毒性材料。

316と316L粉末の主な特性を比較した表です：

316L粉末の優れた耐食性は、316粉末に比べてPRENが高く、炭素含有量が少ないことに起因する。316Lは生体適合性にも優れ、人体への永久インプラントとして優先的に使用される。

316L粉末の用途

316Lパウダーが広く使用されている一般的な用途には、以下のようなものがある：

アディティブ・マニュファクチャリング 航空宇宙、医療、自動車、工具などの最終用途金属部品のSLS/DMLS/EBM印刷。

バイオメディカル・インプラント 人工膝関節、人工股関節、脊椎ロッド、歯科用器具などのインプラントを製造。

食品加工機器 バルブ、継手、ファスナー、食品および製薬産業用機械部品

化学処理産業
ポンプのインペラ、ハウジング、バルブボディ、その他の接液部品

マリンアプリケーション
海洋環境で使用されるシャフト、継手、カップリング、フランジ、プロペラ

316Lは、その卓越した耐食性と高強度により、幅広い用途で卓越した性能を発揮します。

アディティブ・マニュファクチャリングで印刷された316L部品の例をいくつか紹介しよう：

316Lパウダー仕様

AMに使用される316L粉末は、以下の仕様に適合するか、それ以上である必要がある：

粒度分布

見かけ密度 通常4.0～4.8g/cc

流量
ホール流量計 > 15秒/50g

化学組成 前述の316Lグレードの仕様による

微細構造
完全オーステナイト系で、ストリンガーやサテライトがない。

粒子形状 主に球状の形態

表面の質感 パーティクルの滑らかな表面仕上げ

酸素含有量 ほとんどが1000ppm未満

飽和磁化 < 3.1 emu/g

評判の高い316L粉末メーカーは、AM用のこれらの仕様に適合するか、それを上回る材料を製造しています。すべてのバッチには、独立機関による試験による分析証明書が付属しています。

316L 粉末 供給者

316Lステンレス鋼粉末の世界的な大手サプライヤーには、以下のようなものがある：

特殊な粒度分布を持つカスタム合金や、より厳密な化学的管理は、標準的な316L粉末組成よりも20-50%高い場合があります。

価格に関しては、AMに適したガスアトマイズ 316L粉末は、品質、バッチサイズ、地域によって異なるが、通常1kgあたり$30～150の間である。水アトマイズとプラズマアトマイズのグレードは、この範囲の下限と上限を占めています。