PBFテクニック用パウダー
目次
概要
パウダーベッド・フュージョンPBF)は、レーザーまたは電子ビームを使用して粉末材料を層ごとに融合させ、複雑で高精度の部品を作成する一般的な積層造形(AM)技術である。金属粉末の選択は、最終製品の品質、強度、耐久性に直接影響するため、PBFでは非常に重要です。このガイドでは、PBFに適した金属粉末の詳細について掘り下げ、様々なモデル、特性、用途、比較優位性について説明します。
PBF用金属粉末の種類
金属粉末の概要
パウダータイプ | 構成 | プロパティ | 特徴 |
---|---|---|---|
チタン合金 (Ti6Al4V) | チタン(90%)、アルミニウム(6%)、バナジウム(4%) | 高強度、軽量、耐食性 | 航空宇宙、医療用インプラント |
ステンレススチール(316L) | 鉄、クロム、ニッケル、モリブデン | 優れた耐食性、高強度 | 食品加工、医療機器 |
インコネル718 | ニッケル、クロム、鉄 | 高温耐性、優れた機械的特性 | 航空宇宙、タービンブレード |
アルミニウム合金 (AlSi10Mg) | アルミニウム、シリコン、マグネシウム | 軽量、優れた熱特性 | 自動車、航空宇宙 |
コバルトクロム(CoCr) | コバルト、クロム | 高い耐摩耗性、生体適合性 | 歯科、整形外科用インプラント |
マレージング鋼 | 鉄、ニッケル、モリブデン、コバルト | 高強度、優れた靭性 | 工具、航空宇宙 |
銅合金(CuCrZr) | 銅、クロム、ジルコニウム | 優れた熱伝導性と電気伝導性 | 電気部品、熱交換器 |
炭化タングステン | タングステン、カーボン | 極めて高い硬度、耐摩耗性 | 切削工具、摩耗部品 |
工具鋼(H13) | 鉄、炭素、クロム、モリブデン | 高硬度、優れた耐熱疲労性 | 射出成形、ダイカスト |
ニッケル合金 (Ni625) | ニッケル、クロム、モリブデン、ニオブ | 耐食性、高強度 | 化学処理、海洋 |
金属粉末の用途 PBF テクニック
アプリケーションの概要
パウダータイプ | アプリケーション |
---|---|
チタン合金 (Ti6Al4V) | 航空機部品、医療用インプラント |
ステンレススチール(316L) | 食品加工機器、手術器具 |
インコネル718 | ジェットエンジン部品、ガスタービン部品 |
アルミニウム合金 (AlSi10Mg) | 自動車部品、軽量構造部品 |
コバルトクロム(CoCr) | 人工歯根、股関節および膝関節インプラント |
マレージング鋼 | 航空宇宙構造、高強度工具 |
銅合金(CuCrZr) | 電気コネクター、熱交換器 |
炭化タングステン | ドリルビット、切削工具 |
工具鋼(H13) | 射出成形金型、ダイカスト金型 |
ニッケル合金 (Ni625) | 舶用機器、化学プラント部品 |
仕様、サイズ、等級、規格
仕様と規格
パウダータイプ | 仕様 | サイズ | グレード | 規格 |
---|---|---|---|---|
チタン合金 (Ti6Al4V) | アストマ F2924、アムス 4998 | 15-45ミクロン | 5年生, 23年生 | ASTM、AMS |
ステンレススチール(316L) | A276, F138 | 10~50ミクロン | 316L | ASTM、ISO |
インコネル718 | AMS5662、ASM B637 | 15-53ミクロン | AMS 5662 | AMS、ASTM |
アルミニウム合金 (AlSi10Mg) | DIN EN 1706, AMS 4289 | 20-63ミクロン | AlSi10Mg | DIN、AMS |
コバルトクロム(CoCr) | ASTM F75、ISO 5832-4 | 10~45ミクロン | F75 | ASTM、ISO |
マレージング鋼 | AMS6514、ASM538 | 20~50ミクロン | グレード250、グレード300 | AMS、ASTM |
銅合金(CuCrZr) | アストムB224、ディン17670 | 15-45ミクロン | CuCrZr | ASTM、DIN |
炭化タングステン | ISO 9001:2008 | 1~15ミクロン | 各種グレード | 国際標準化機構 |
工具鋼(H13) | A681, DIN 1.2344 | 15-45ミクロン | H13 | ASTM、DIN |
ニッケル合金 (Ni625) | 5666、B446 | 15-50ミクロン | UNS N06625 | AMS、ASTM |
サプライヤーと価格詳細
サプライヤーと価格設定の概要
パウダータイプ | サプライヤー | 価格(kgあたり) | 地域 |
---|---|---|---|
チタン合金 (Ti6Al4V) | 高度なパウダーとコーティング | $300 | 北米 |
ステンレススチール(316L) | カーペンター・テクノロジー・コーポレーション | $50 | グローバル |
インコネル718 | プラクセア・サーフェス・テクノロジー | $200 | グローバル |
アルミニウム合金 (AlSi10Mg) | エックカートTLS社 | $70 | ヨーロッパ、北米 |
コバルトクロム(CoCr) | アルカムAB | $350 | グローバル |
マレージング鋼 | ヘガネスAB | $100 | ヨーロッパ、北米 |
銅合金(CuCrZr) | テクナ・プラズマ・システムズ | $80 | 北米、ヨーロッパ |
炭化タングステン | グローバル・タングステン&パウダー社 | $400 | グローバル |
工具鋼(H13) | サンドビックAB | $60 | グローバル |
ニッケル合金 (Ni625) | LPWテクノロジー | $220 | ヨーロッパ、北米 |
金属粉末の利点と限界の比較 PBF テクニック
比較の概要
パウダータイプ | メリット | 制限事項 |
---|---|---|
チタン合金 (Ti6Al4V) | 高い強度対重量比、耐食性 | 高価、酸素と窒素に反応性 |
ステンレススチール(316L) | 耐食性に優れ、広く入手可能 | チタンに比べて強度が低い |
インコネル718 | 高温耐性、良好な機械的特性 | 高価、機械加工が難しい |
アルミニウム合金 (AlSi10Mg) | 軽量、優れた熱特性 | 強度が低く、割れやすい |
コバルトクロム(CoCr) | 高い耐摩耗性、生体適合性 | 非常に硬く、加工が難しい |
マレージング鋼 | 高強度、優れた靭性 | 高価、熟成熱処理が必要 |
銅合金(CuCrZr) | 優れた熱伝導性と電気伝導性 | 酸化しやすく、加工が難しい |
炭化タングステン | 極めて高い硬度、耐摩耗性 | 非常に脆く、加工が難しい |
工具鋼(H13) | 高硬度、優れた耐熱疲労性 | 加工後の熱処理が必要 |
ニッケル合金 (Ni625) | 耐食性、高強度 | 高価、機械加工が難しい |
特定金属粉末モデルの詳細説明
チタン合金 (Ti6Al4V)
PBFで最も広く使用されているチタン合金の一つは、グレード5としても知られているTi6Al4Vです。高強度、低重量、耐食性の優れた組み合わせを提供し、航空宇宙および医療用途に理想的です。Ti6Al4Vは、その高い疲労強度と極端な温度に耐える能力が特に評価されており、ジェットエンジンや宇宙船の重要部品に適している。しかし、高価で反応性が高いため、PBF工程では汚染を防ぐために慎重な取り扱いが要求される。
ステンレススチール(316L)
316Lステンレス鋼は、その優れた耐食性と優れた機械的特性により、人気の高い選択肢です。この合金は、生体適合性と滅菌の容易さにより、食品加工機器から医療器具まで幅広い用途で使用されています。316LはPBFで効果的に加工できるため、高密度で精細な部品が得られます。他の高機能合金と比較して低コストであるため、様々な産業にとって魅力的な選択肢となります。
インコネル718
インコネル718は、卓越した高温性能と優れた機械的特性で知られるニッケル・クロム合金です。航空宇宙産業では、過酷な条件に耐えなければならないタービンブレードやその他の部品に広く使用されています。インコネル718は高強度で耐酸化性に優れているため、要求の厳しい用途に適していますが、その靭性と耐酸化性から加工は困難です。
硬くなる傾向がある。
アルミニウム合金 (AlSi10Mg)
AlSi10Mgは、自動車や航空宇宙産業で構造部品によく使用される軽量アルミニウム合金です。その優れた熱特性と低密度は、軽量化が重要な用途に最適です。AlSi10MgはPBFで効率的に加工でき、良好な表面仕上げと機械的特性を持つ部品が得られます。しかし、他の合金に比べて強度が低いため、荷重を受ける用途では慎重な検討が必要です。
コバルトクロム(CoCr)
コバルトクロム合金は、高い耐摩耗性と生体適合性で有名であり、医療用インプラントや歯科用補綴物に最適です。CoCr合金は人体の過酷な環境にも劣化することなく耐えることができ、その高い硬度は長持ちする性能を保証します。CoCr合金の主な課題は、機械加工が難しいことであり、多くの場合、特殊な設備と技術を必要とする。
マレージング鋼
マルテンサイト変態に続く時効処理によって得られるマルエージング鋼は、その高い強度と靭性で知られている。これらの鋼は、航空宇宙構造物や工具などの高応力用途に使用される。PBFによって製造されるマルエージング鋼部品は高密度で、後加工を最小限に抑えることができますが、材料のコストと熱処理の必要性が欠点となる場合があります。
銅合金(CuCrZr)
CuCrZrは熱伝導性、電気伝導性に優れた銅合金であり、電気部品や熱交換器に最適である。PBF での使用は、酸化しやすいことと、熱伝導率が高いために加工が難しいことから制限されている。しかし、粉末製造とPBF技術の進歩により、複雑で高性能な用途でのCuCrZrの利用可能性は向上している。
炭化タングステン
タングステンカーバイドは、その非常に高い硬度と耐摩耗性が評価され、切削工具や摩耗部品に適しています。その脆さと加工の難しさは重要な課題ですが、PBFでうまく印刷された超硬部品は、過酷な環境下で優れた耐久性と性能を発揮します。
工具鋼(H13)
H13工具鋼は、その高い硬度と優れた耐熱疲労性により、射出成形やダイカストに広く使用されています。PBFは、複雑な形状の工具鋼部品の製造を可能にし、組み立ての必要性を減らし、工具寿命を向上させます。最適な機械的特性を得るためには、通常、加工後の熱処理が必要です。
ニッケル合金 (Ni625)
Ni625は、優れた耐食性と高い強度を持つ汎用性の高いニッケル合金で、海洋や化学処理環境で使用される。過酷な条件下でも劣化することなく耐えることができるため、重要な用途に適しています。Ni625の加工 PBF その靭性ゆえに難しいかもしれないが、出来上がった部品は優れた性能と耐久性を発揮する。
よくあるご質問
質問 | 答え |
---|---|
パウダーベッドフュージョン(PBF)とは? | PBFは、レーザーまたは電子ビームを使用して粉末材料を層ごとに融合させ、複雑な部品を作る積層造形プロセスである。 |
PBF用の金属粉末を選ぶ際に考慮すべき点は? | 材料の特性、用途要件、コスト、PBF技術との適合性を考慮する。 |
なぜTi6Al4Vは航空宇宙用途で人気があるのか? | Ti6Al4Vは、高強度、軽量、優れた耐食性を備えており、航空宇宙部品に最適である。 |
316Lステンレス鋼は医療用インプラントに使用できますか? | はい、316Lは生体適合性があり、腐食に強いため、医療機器やインプラントに適しています。 |
インコネル718を使用する利点は何ですか? | インコネル718は、卓越した高温性能と優れた機械的特性を備えており、航空宇宙やタービン用途に理想的です。 |
なぜ自動車部品にAlSi10Mgを選ぶのか? | AlSi10Mgは軽量で熱特性に優れ、自動車の軽量化と燃費向上に最適です。 |
CoCrは医療用途にどのように役立つのか? | CoCr合金は生体適合性があり、耐摩耗性が高いため、長持ちする医療用インプラントに最適である。 |
マレージング鋼が工具に適している理由は何ですか? | マルエージング鋼は高い強度と靭性を持ち、工具や航空宇宙構造物のような高応力用途に不可欠です。 |
PBFでCuCrZrを使用する際の課題は何ですか? | CuCrZrは酸化しやすく、熱伝導率が高いため加工が難しいが、熱伝導率と電気伝導率は優れている。 |
超硬合金は摩耗部品に適していますか? | 炭化タングステンの極めて高い硬度と耐摩耗性は、過酷な環境での切削工具や摩耗部品に最適です。 |
結論
PBFに適した金属粉末を選択することは、最終製品の品質と性能を確保するために不可欠です。金属粉末の種類はそれぞれ独自の特性と利点を持ち、特定の用途に適しています。各粉末タイプの特性、用途、制限を理解することで、製造業者はPBFプロセスを最適化し、最良の結果を得るための情報に基づいた決定を下すことができます。航空宇宙部品用のチタン合金であれ、医療機器用のステンレス鋼であれ、金属粉末の正しい選択は積層造形プロジェクトの成功に大きく影響します。
このガイドでは、PBF用の様々な金属粉末について、詳細な説明、仕様、比較を含めて詳しくご紹介しました。これらの情報を活用することで、お客様のニーズに最適な粉末を選択し、高品質、高耐久性、効率的な生産を実現することができます。
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