3Dメタル印刷技術とプロセス：詳細な調査

第4次産業革命はここにあります

過去300年間、人類は大規模な部品の製造に非常に優れてきました。最初の3つの産業革命は、生産性を桁違いに高めるためのレバレッジを導入しました。最初の産業革命は蒸気動力を導入し、2番目は無駄のない組立ラインの概念をもたらし、3番目の革命は計算能力と自動化をもたらしました。私たちは今、デジタルマニュファクチャリングが再びレバレッジの力を解き放ち、さらに多くの製造能力を可能にする、第4の産業革命にあります。しかし、問題があります。特に変動性の高い部品の少量生産は、依然として困難な取り組みです。制限要因は、特殊部品のセットアップ、フィクスチャ、プログラミング、および実行に必要な1人の人間です。これまでのすべての産業の進歩は、これらの1回限りのシナリオで同じレバレッジを提供することができませんでした。

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単一部分の問題の解決策

Markforgedから機能的な3D印刷を入力してください。初めて、最終用途に適した特性を備えた部品を生み出す従来の製造方法に代わるものがあります。 ADAMメタル3D印刷プロセスの導入により、何世紀にもわたってメーカーを悩ませてきた問題が明らかになりました。単一の部品を効率的に製造するにはどうすればよいでしょうか。従来の製造（セットアップ、固定、プログラミングなど）を悩ませていたすべての障壁が大幅に排除されるため、少量、高混合の部品の製造は、3D金属印刷技術に完全に適しています。現在、複雑な製造スケジュールは、クラウドベースのソフトウェアソリューションを介してリモートで管理でき、複数の地域にまたがる一連のプリンターを制御できます。離散化コンピューティングが20年以上前に世界に革命をもたらしたのとほぼ同じように、私たちは3D印刷による分散型製造の時代に突入しています。

金属3D印刷は新しいものではなく、確かにMarkforgedによって発明されたものではありません。それでは、なぜ今なのか。 ADAMの金属3D印刷プロセスは、他の金属印刷技術と比較して参入障壁を10分の1に下げる画期的な技術の進歩を表しています。これは、設備コストが低く、設備要件が少なく、さらに重要なことに、このテクノロジーで製造された部品も大幅に安価であることを意味します。 17-4 PHステンレス鋼、A2工具鋼、H13工具鋼、そして間もなくインコネル625とチタン6Al-4Vのような材料で、この技術が業界で頭角を現している理由を簡単に理解できます。製造会社は現在、工具、固定具、機能的プロトタイピング、および少量の部品生産を補完するための金属添加剤技術に目を向けています。一回限りの金属部品の製造がこれまでになく簡単になりました。

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ADAMプロセスの仕組み

ADAM金属印刷プロセスは、50年にわたる金属射出成形（MiM）の実践に基づいて構築されています。金型を使用する代わりに（それ自体が製造に多大な時間と労力を必要とします）、ADAMプロセスは代わりに3Dプリンターを使用して初期のグリーン状態の形状を実現します。これは、FFF（Fused Filament Fabrication）または金属粒子と2つの結合剤で構成される特殊なフィラメントを使用した押し出しスタイルの印刷方法によって実現されます。パーツが印刷されると、溶剤洗浄液に入れられ、結合剤の一部が受動的に除去されます。この洗浄ステップはバッチプロセスであるため、複数の部品を一度に処理できます。目標質量の減少によって示されるように、部品が完全に洗浄されると、それは炉に入れられます。この炉は自動化サイクルを実行し、温度を上げて最初に残りの結合剤を焼き尽くし、次に金属粒子を完全に焼結します。炉もバッチプロセスであるため、（同じ冶金の）複数の部品を同時に実行できることに注意してください。最終的には、すぐに使用できる金属部品になり、必要に応じてさらに後処理することができます。

ただし、すべての部品がADAM3D金属印刷プロセスの優れた候補であるとは限りません。結局のところ、これはツールであり、一部のツールは特定のタスクに適しています（旋盤とミルを考えてみてください）。成功する部品を製造するために順守しなければならない技術には、サイズと形状の制限があります。最適な部品は、プロセスを念頭に置いて設計されています。この方法は、最も一般的にはDfAM（Design for Additive Manufacturing）と呼ばれます。この良い例は、以下に紹介するスタンレーブラック＆デッカーアクチュエータハウジングです。ユーザーがガイドラインの範囲内で作業する場合、ADAMプロセスは、積層造形サイト、少量、高混合部品、および機能的なプロトタイプをサポートするためのツーリングアプリケーション用の金属部品の製造に優れています。

第4次革命と製造業の未来

デジタルマニュファクチャリングの第4の産業革命は、すでに製造業の展望を変えています。離散化された金属3D印刷の導入により、企業は経済的な大量混合、少量の部品生産という長年の問題を解決することができます。 MarkforgedのADAM金属3D印刷プロセスは、このニーズに対応するために市場で最も低コストで最も使いやすい金属印刷技術です。 Markforgedが提供する包括的な製品には、世界クラスのソフトウェアと、プラスチック、複合材料、金属にまたがるエンジニアリンググレードの材料機能がすべて含まれているため、お客様はこれまで悩まされてきたさまざまな問題を解決できます。

MarkforgedのADAMメタル3D印刷プロセスとMetalXプリンターについて詳しく知りたい場合は、当社のWebサイトで製品デモをリクエストしてください。