電子ビーム積層造形 (EBAM)

目次

概要 電子ビーム積層造形 (EBAM)

電子ビーム積層造形(EBAM)は、電子ビームを使用して金属粉末を層ごとに溶融・融合させ、複雑で高強度の部品を作成する最先端の3Dプリンティング技術である。このプロセスは製造業界に革命をもたらし、比類のない精度、廃棄物の削減、従来の製造方法では不可能だった複雑な形状の部品を製造する能力を提供する。

EBAMは、軽量かつ強靭な素材への要求が高い航空宇宙、自動車、医療機器などの業界で特に人気がある。電子ビームのパワーを活用することで、メーカーは耐久性だけでなく、特定の設計要件を満たす高度にカスタマイズされた部品を作成することができます。

電子ビーム積層造形 (EBAM)

EBAMで使用される金属粉末の種類

EBAMに関しては、金属粉末の選択が非常に重要である。異なる金属や合金は、様々な用途に適した明確な特性を持っています。ここでは、EBAMで使用される金属粉末の具体的なモデルについて詳しく説明します:

金属粉モデル構成プロパティアプリケーション
Ti-6Al-4Vチタン、アルミニウム、バナジウム高い強度対重量比、耐食性航空宇宙部品、医療用インプラント
インコネル718ニッケル、クロム、鉄、モリブデン高温耐性、優れた機械的特性タービンブレード、ロケットエンジン
316Lステンレス鋼鉄、クロム、ニッケル、モリブデン耐食性、優れた機械的特性手術器具、船舶用機器
AlSi10Mgアルミニウム、シリコン、マグネシウム軽量、良好な熱伝導性自動車部品、熱交換器
CoCrMoコバルト、クロム、モリブデン生体適合性、耐摩耗性歯科インプラント、整形外科インプラント
マレージング鋼鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン高い強度と靭性航空宇宙、工具、金型
純銅優れた電気伝導性と熱伝導性電気部品、ヒートシンク
ハステロイXニッケル、クロム、鉄、モリブデン高温および耐酸化性ガスタービンエンジン、化学処理
ニオビウム純ニオブ高融点、超伝導超電導磁石、航空宇宙
タングステン純タングステン高密度、高融点放射線遮蔽、航空宇宙部品

EBAMにおける金属粉末の特性と特性

プロパティTi-6Al-4Vインコネル718316Lステンレス鋼AlSi10MgCoCrMoマレージング鋼ハステロイXニオビウムタングステン
密度 (g/cm³)4.438.197.992.678.298.08.968.228.5719.3
融点 (°C)1604-16601430-14501375-1400570-5801300-1350141310841320-135024773422
引張強さ (MPa)1000-110012505503309002000210790-9302751510
硬度(HV)350250140756003505020080350
熱伝導率 (W/mK)6.711.2161511420.340111.253.7173

の応用 電子ビーム積層造形 (EBAM)

EBAMのユニークな能力は、幅広い用途に適している。ここでは、さまざまな業界がこの技術をどのように活用しているかを紹介する:

産業申し込みメリット
航空宇宙タービンブレード、構造部品軽量、高強度、低燃費
医療機器カスタムインプラント、補綴生体適合性、精密なカスタマイズ
自動車エンジン部品、軽量部品燃費向上、軽量化
エネルギータービン部品、熱交換器高温耐久性
工具金型高精度、リードタイム短縮
エレクトロニクスヒートシンク、電気コネクタ優れた熱伝導性と電気伝導性
ディフェンス装甲部品、特殊装備強化されたプロテクション、軽量

EBAMの仕様、サイズ、等級、規格

EBAMの品質と一貫性を確保するには、特定の規格と等級を遵守する必要があります。ここでは、EBAM材料に一般的に関連する仕様、サイズ、および規格の包括的なガイドを示します:

素材仕様サイズグレード規格
Ti-6Al-4VASMB348、AMS4911粉体サイズ 15-45 µm5年生, 23年生アストレムF136、アストレムF1472
インコネル718午前5662、午前5596粉体サイズ 15-53 µm午前5663、午前5596アストレムF3055、アストレムB637
316Lステンレス鋼A240, A276粉体サイズ 10-45 µmUNS S31603ASTM F138、ISO 5832-1
AlSi10MgASTM B209、AMS 4201粉体サイズ 20-63 µmグレード A356ASTM F3318
CoCrMoASTM F75、ISO 5832-4粉体サイズ 10-45 µmUNS R31538アストレムF1537、アストレムF75
マレージング鋼午前6514、午前6520粉体サイズ 15-53 µmグレード250、グレード300アストレムA538、アストレムA646
アストレムB170、アストレムB152粉体サイズ 15-45 µmUNS C11000ASTM B837
ハステロイXASMB572、AMS5536粉体サイズ 15-53 µmUNS N06002アストマ F3317、アストマ F3055
ニオビウムアストレムB392、アストレムB393パウダーサイズ 20-60 µmグレード1ASTM F2063、ISO 683-13
タングステンアストレムB760、アストレムB777粉体サイズ 5-45 µmUNS W73100ASTM F2885

EBAM金属粉末のサプライヤーと価格詳細

EBAMを成功させるためには、高品質の金属粉末を調達することが不可欠です。ここでは、著名なサプライヤーのリストとおおよその価格詳細をご紹介します:

サプライヤー素材価格(USD/kg)地域
カーペンター・テクノロジーTi-6Al-4V$300-500アメリカ
サンドビックインコネル718$150-250ヨーロッパ、北米
ヘガネス316Lステンレス鋼$30-50グローバル
エックカートAlSi10Mg$60-80ヨーロッパ、アジア
エリコンCoCrMo$200-350グローバル
カーペンター・テクノロジーマレージング鋼$100-200アメリカ
GKNアディティブ$50-70ヨーロッパ、北米
プラクセアハステロイX$250-400グローバル
アメリカの要素ニオビウム$1000-1500アメリカ、ヨーロッパ
スタルクHCタングステン$150-300グローバル

電子ビーム積層造形(EBAM)の利点

EBAMは、多くの製造アプリケーションに好ましい選択肢となる数多くの利点を提供する:

  • 高精度:EBAMは、従来の方法では困難な、非常に詳細で複雑なパーツの作成を可能にします。
  • 廃棄物の削減:アディティブ製法は材料の無駄を最小限に抑え、より持続可能な選択肢となる。
  • カスタマイズ:EBAMは、特に患者固有のインプラントが必要とされる医療機器のような産業において、カスタマイズされた部品を製造するのに理想的である。
  • 強度と耐久性:EBAMで製造された部品は、一般的に優れた機械的特性を示し、耐久性が高い。
  • 複雑な幾何学:この技術は、従来の方法では不可能な複雑な形状の製造を可能にする。

のデメリット 電子ビーム積層造形 (EBAM)

多くの利点がある一方で、EBAMにはいくつかの限界もある:

  • 高いイニシャルコスト:EBAMシステムのセットアップコストはかなり高くつくため、小規模メーカーには手が届きにくい。
  • 材料の制限:すべての材料がEBAMに適しているわけではなく、適用範囲が限定される可能性がある。
  • 後処理の要件:部品は、望ましい表面仕上げと寸法精度を達成するために、かなりの後処理を必要とすることが多い。
  • 操作の複雑さ:EBAMシステムの運用には専門的な知識とトレーニングが必要であり、運用の複雑さを増している。

EBAMと他の積層造形技術の比較

パラメータEBAMレーザー積層造形選択的レーザー焼結(SLS)溶融堆積モデリング(FDM)
精密高い非常に高い中程度低い
廃棄物低い低い中程度高い
素材範囲限定広範囲広範囲広範囲
初期費用高い高い中程度低い
表面仕上げ後処理が必要後処理が必要グッド貧しい
オペレーションの複雑さ高い高い中程度低い
電子ビーム積層造形 (EBAM)

よくあるご質問

質問答え
EBAMとは?電子ビーム積層造形は、電子ビームを使って金属粉末を溶融・融合させる3Dプリント技術である。
EBAMで使用できる金属は?Ti-6Al-4V、インコネル718、316Lステンレス鋼などの各種金属。
EBAMの利点は何ですか?高精度、廃棄物の削減、カスタマイズ、強度、複雑な形状の作成能力。
EBAMのデメリットはありますか?初期コストの高さ、材料の制限、後処理の必要性、操作の複雑さ。
EBAMは他の3Dプリント方法と比べてどうですか?EBAMは高精度で無駄が少ないが、FDMのような方法に比べてコストと複雑さが高い。
EBAMの恩恵を受ける業界は?航空宇宙、医療機器、自動車、エネルギー、工具、電子機器、防衛。
EBAM素材の主な特性は?密度、融点、引張強さ、硬度、熱伝導率。
EBAMとレーザー積層造形はどう違うのですか?EBAMは電子ビームを使用し、レーザー積層造形はレーザービームを使用する。
EBAM部品にはどのような後処理が必要ですか?表面仕上げや寸法精度の調整が必要になることも多い。
EBAMは環境に優しいですか?そう、材料の無駄を最小限に抑え、資源を効率的に利用しているからだ。

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