メタルバインダージェットソリューション(MBJ)
目次
メタルバインダー・ジェット・ソリューションの概要
メタル・バインダー・ジェット (MBJ)は、金属粉末粒子を層ごとに結合させることで、複雑な金属部品の作成を可能にする画期的な3Dプリンティング技術である。この革新的なアプローチは、設計の柔軟性、生産速度、費用対効果の面で大きな利点をもたらし、製造業の状況を一変させつつある。
バインダージェッティングは、他の積層造形技術とは異なり、金属粉末の溶融に頼らない。その代わりに、液体バインダーを金属粉末のベッドに選択的に堆積させ、希望する形状の層を形成する。この工程を繰り返し、部品が完成するまで一層ずつ積み上げていく。印刷後、部品は焼結などの後処理工程を経て、粉末を固体の金属部品に融合させる。
メタル・バインダー・ジェットの主な特徴
- 熱を伴わない:他の3Dプリント方法によく見られる熱応力や歪みを排除。
- 高速:従来の方法に比べて生産時間が短縮される。
- 費用対効果:材料廃棄量とエネルギー消費量の削減。
- デザインの柔軟性:従来の技術では困難または不可能な複雑な形状の製造が可能。
バインダージェット用金属粉末の種類と特徴
金属粉末は、バインダージェッティングプロセスの成功に不可欠です。ここでは、具体的な金属粉末のモデル、その組成、特性、特徴について説明します。
金属粉末 | 構成 | プロパティ | 特徴 |
---|---|---|---|
316Lステンレス鋼 | 鉄、クロム、ニッケル、モリブデン | 高耐食性、優れた機械的特性 | 医療および食品用途に最適 |
17-4 PHステンレス鋼 | 鉄、クロム、ニッケル、銅 | 高強度、良好な耐食性、熱処理可能 | 航空宇宙および自動車産業で使用 |
インコネル625 | ニッケル、クロム、モリブデン、ニオブ | 優れた高温強度、耐酸化性 | 航空宇宙産業および化学産業に最適 |
インコネル718 | ニッケル、クロム、鉄、ニオブ、モリブデン | 高温での高強度、優れた耐食性 | 航空宇宙およびガスタービンに好適 |
コバルトクロム | コバルト、クロム、モリブデン | 高い耐摩耗性、生体適合性 | 医療用インプラントや歯科修復物に使用される |
アルミニウム6061 | アルミニウム、マグネシウム、シリコン | 軽量、優れた機械的特性、耐食性 | 自動車および航空宇宙産業で一般的 |
チタン Ti-6Al-4V | チタン、アルミニウム、バナジウム | 高強度重量比、耐食性、生体適合性 | 医療および航空宇宙分野で広く使用されている |
銅 | 純銅 | 優れた熱伝導性と電気伝導性 | 電子機器や熱交換器に利用 |
ブロンズ | 銅、錫 | 良好な耐摩耗性、切削性 | 芸術的、歴史的な修復によく使われる |
工具鋼(M2) | 鉄、タングステン、モリブデン、クロム | 高硬度、耐摩耗性 | 切削工具や金型に適している |
金属バインダージェッティングソリューションの用途
メタルバインダージェッティングは、様々な産業で多用途に使用されています。ここでは、それがさまざまな分野にどのような影響を与えるかをご紹介します:
産業 | アプリケーション | メリット |
---|---|---|
航空宇宙 | タービンブレード、構造部品 | 軽量、高強度部品、設計の柔軟性 |
自動車 | エンジン部品、ブラケット、ギア | 軽量化、複雑形状、ラピッドプロトタイピング |
メディカル | インプラント、手術器具 | 生体適合素材、カスタム設計 |
歯科 | クラウン、ブリッジ、義歯 | 精密さ、カスタマイズ、迅速な生産 |
消費財 | ジュエリー、眼鏡、カスタムパーツ | デザインの自由度、パーソナライゼーション、費用対効果の高い生産 |
インダストリアル | 工具、治具、金型 | 耐久性、高性能部品、短納期 |
エレクトロニクス | ヒートシンク、コネクタ、ハウジング | 効率的な熱管理、精密な設計 |
エネルギー | タービン部品、熱交換器 | 耐高温性、耐久性 |
仕様、サイズ、等級、規格
金属粉末とバインダージェッティングプロセスの仕様、サイズ、グレード、規格を理解することは、望ましい結果を得るために非常に重要です。
金属粉末 | サイズ範囲 (µm) | グレード | 規格 |
---|---|---|---|
316Lステンレス鋼 | 15-45 | ASTM F138 | ASM、ISO 5832-1 |
17-4 PHステンレス鋼 | 20-53 | ASTM A564 | ASM、SAE AMS 5643 |
インコネル625 | 15-45 | ASTM B443 | ASM、UNS N06625 |
インコネル718 | 15-53 | AMS 5662 | ASTM、AMS 5663 |
コバルトクロム | 20-50 | ASTM F75 | ISO 5832-4、ASM F1537 |
アルミニウム6061 | 20-63 | ASTM B209 | ASM、SAE AMS 4027 |
チタン Ti-6Al-4V | 15-45 | ASTM F136 | ASM、ISO 5832-3 |
銅 | 15-45 | ASTM B152 | ASM、UNS C11000 |
ブロンズ | 20-63 | ASTM B584 | ASM、UNS C83600 |
工具鋼(M2) | 15-45 | ASTM A600 | ASM、UNS T11302 |
サプライヤーと価格詳細
適切なサプライヤーを見つけ、価格設定の詳細を理解することは、予算編成とプロジェクト計画に不可欠である。
サプライヤー | 提供する金属粉末 | 価格(1kgあたり) | 連絡先 |
---|---|---|---|
サンドビック | ステンレス鋼、工具鋼、チタン合金 | $100 – $250 | www.materials.sandvik/contact |
ヘガネス | ステンレス鋼、工具鋼、青銅 | $80 – $200 | www.hoganas.com/contact |
カーペンター添加剤 | ニッケル合金、チタン合金、ステンレス鋼 | $120 – $300 | www.carpenteradditive.com/contact |
GKNアディティブ | ステンレス鋼、工具鋼、銅 | $90 – $220 | www.gknpm.com/contact |
AP&C(GEアディティブ) | チタン合金、アルミニウム合金、ニッケル合金 | $150 – $350 | www.ge.com/additive/contact |
LPWテクノロジー | ステンレス鋼、ニッケル合金、コバルトクロム | $130 – $320 | www.lpwtechnology.com/contact |
TLSテクニーク | 工具鋼、ステンレス鋼、ニッケル合金 | $110 – $270 | www.tls-technik.de/contact |
プラクシス・パウダー・テクノロジー | アルミニウム合金、ステンレス鋼、青銅 | $85 – $210 | www.praxispowdertech.com/contact |
アルカム(GEアディティブ) | チタン合金、コバルトクロム、ニッケル合金 | $140 – $330 | www.arcam.com/contact |
エリコン・メトコ | ニッケル合金、チタン合金、ステンレス鋼 | $120 – $310 | www.oerlikon.com/metco/contact |
長所と短所の比較:利点と限界
メタル・バインダー・ジェットは、どんな技術にも長所と短所があります。長所と短所を比較し、バランスの取れた見方をしてみましょう。
アスペクト | メリット | 制限事項 |
---|---|---|
デザインの柔軟性 | 複雑な形状を簡単に作成できる | パウダーベッドのサイズによる制限 |
生産スピード | 従来の方法に比べ、より迅速な生産 | 後処理が必要な場合がある |
素材利用 | 廃棄物を最小限に抑え、材料を効率的に使用 | 特定の金属粉末に限定 |
費用対効果 | エネルギー消費と材料費の削減 | 高い初期設定費用 |
熱応力 | 熱歪みがない | バインダーとパウダーの慎重な管理が必要 |
表面仕上げ | 良好な印刷表面仕上げ | 用途によっては追加仕上げが必要 |
機械的特性 | 鍛造素材に匹敵する | 焼結プロセスは最終的な特性に影響を与える |
よくあるご質問
メタル・バインダー・ジェットとは?
メタルバインダージェッティングは、液体バインダを使用して金属粉末の層を結合し、複雑な金属部品を形成する積層造形プロセスである。
メタルバインダージェッティングとは?
メタルバインダージェッティングは、液体バインダを使用して金属粉末粒子を選択的に接着し、層ごとに3Dオブジェクトを構築する3Dプリントプロセスです。インクジェットプリンターの仕組みに似ているが、紙にインクを塗る代わりに、金属粉末にバインダーを使用する。
どのように機能するのか?
- 3Dモデルを作成する: CADソフトウェアを使用して部品を設計します。
- モデルをスライスする: モデルを薄い層にスライスして印刷の準備をする。
- 印刷:
- 金属粉末の薄い層がプラットフォーム上に広がっている。
- インクジェットプリントヘッドがバインダーを粉末に付着させ、スライスされたモデルに従って粒子を付着させる。
- 台が下がり、新しい粉の層が広がる。
- この工程を繰り返し、パーツを一層ずつ作り上げていく。
- 後処理:
- 印刷された部分は弱く、仮のバインダーを取り除くためにバインダーを焼き切る段階が必要だ。
- 最後に、部品を高温の炉で焼結して金属粒子を融合させ、最終的な強度と密度を得る。
メタルバインダージェッティングの利点は?
- より速い印刷: レーザー粉末床融合のような他の金属3Dプリンティング手法と比較して、バインダージェッティングは大幅に高速化できる。
- 大量生産の可能性: バインダージェッティングは、そのスピードと複雑な形状の印刷が可能なことから、大量生産に適している。
- より広い材料範囲: ステンレス鋼、インコネル、チタンなど、さまざまな金属粉に対応できる。
金属バインダー噴射の限界は?
- パーツの強さ: 焼結によって部品は強化されるが、他の金属積層造形技術で作られた部品ほどの強度はないかもしれない。
- 表面仕上げ: バインダージェットを使用した部品の表面仕上げは、他の方法に比べて粗くなることがあります。より滑らかな仕上がりにするためには、機械加工などの後処理が必要になる場合があります。
メタル・バインダー・ジェットの用途にはどのようなものがありますか?
- 航空宇宙部品: 航空機や宇宙船用の軽量で複雑な部品。
- 医療機器: カスタムインプラントと手術器具。
- 自動車部品: 複雑な部品の試作と少量生産。
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MET3DP Technology Co., LTDは、中国青島に本社を置く積層造形ソリューションのリーディングプロバイダーです。弊社は3Dプリンティング装置と工業用途の高性能金属粉末を専門としています。
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