金属FFF3D印刷プロセスのしくみ

メタルFFFの3ステップ印刷プロセス

これらの金属3Dプリンターは、FFFプリンターの高度に特殊化されたバリエーションであり、MIM（金属射出成形）原料を印刷するように最適化されています。このタイプの印刷では、最終的に使用する前に剥離して焼結する必要のある「グリーン」な金属部品が作成されます。

これらの「グリーン」パーツは、焼結中の再現性と予測可能な収縮を考慮して、常に最終パーツの寸法から15〜20％拡大されます。

• 印刷： プラスチックで結合された金属粉末は、パーツの形状に一度に1層ずつ印刷されます。部品は、焼結プロセス中の収縮を補うためにスケールアップされ、「グリーン」になります。 」パーツ。
• バインド解除： 印刷後、緑色の部品は脱バインダーステーションに配置され、そこで有機溶剤を使用してプラスチック製のバインディング材料の大部分が溶解します。洗浄後、緑色の部分は「茶色」と呼ばれます 」パーツ。
• 焼結： 次に、洗浄された「茶色」の部品を炉に入れ、材料固有のプロファイルで加熱します。最初に残りのバインダーを焼き払い、次に金属粉末を固化して完成品にします。
  

ステップ1：印刷

金属FFF3D印刷技術は、従来のFFFプリンターとほぼ同じプロセスを使用します。唯一の主な違いは、金属製のFFFプリンターは、従来のプリントベッドではなく、真空シールされたプリントシートを使用することです。

ユーザーの場合、印刷プロセスには次のものが含まれます。

• ソフトウェアプラットフォームでパーツをスライスする
• 真空シールされたプリントシートをプリントベッドに置く
• 金属3D印刷プロセスの開始
• 真空解除後の印刷部品の取り外し
• 「緑色」の部分を印刷シートからはがします

MIM原料を使用した二重押し出し： これらのタイプのプリンターは、一方のノズルでMIMフィラメントを押し出し、もう一方のノズルでセラミックインターフェースフィラメントを押し出します。

1つの押し出しノズルは、2つの部分からなるプラスチック結合材料で結合された金属粉末であるMIM原料を印刷するように設計されています。これは、パーツ自体、およびサポートとラフトを形成するために使用される材料です。工業用3Dプリンター金属の場合、Markforgedは現在、A2工具鋼、D2工具鋼、Inconel 625、銅、H13工具鋼、および17-4PHステンレス鋼の6つの異なる商用グレードの製品を提供しています。

もう一方のノズルはセラミックリリース材を印刷します。これにより、パーツとそのサポートおよびラフトの間に表面が提供されます。このリリース資料がないと、サポートが必要な金属部品を3Dプリントすることはできません。焼結プロセスにより、この材料が粉末になり、部品を支持体から簡単に分離できるようになります。

ステップ2：バインド解除

結合解除ステップは、結合材料の大部分を除去します。その結果、焼結の準備ができた「茶色の」部品ができあがります。

最初に、「緑色」の部分は、最初に、脱脂溶液を使用して洗浄ステーションの加熱された溶媒浴に入れられて、一次結合材料を溶解する。 Markforged金属FFFマシンは、溶剤ベースの脱バインダー溶液であるWash-1を使用します。主にOpteonSF-79を溶剤として使用します。これは、環境的に持続可能な方法で優れた洗浄力、高効率、安全性を提供するように設計された高性能流体です。

全体として、金属FFFの脱バインダープロセスはかなり単純で、基本的なPPEのみが必要です。バインド解除プロセスのユーザー手順は次のとおりです。

• 洗浄バスケットに緑色の部品を追加する
• 溶剤を入れて機械に下げ、蓋を閉めます
• 洗浄後に蓋を開け、洗浄バスケットから部品を取り出します
• 洗浄ステーションの空気乾燥チャンバーに部品を配置する
• 部品が乾いたら、洗浄ステーションステーションから部品を取り外します
  

では、洗浄中に部品はどうなりますか？脱バインダー溶媒浴は、緑色の部分の主要な結合材料を溶解します。結合材料を溶解すると、溶媒は部品への微細な流体経路を開き、溶媒がより深く流れ、より多く溶解することを可能にします。

無料の金属3D印刷リソース

• Metal 3D Printing Fundamentals
• 電子書籍：メタルFFFアプリケーションとケース例
• MetalFFFの包括的なガイド