粉末汚染：金属プリントの隠れた危険

プロトタイプ、ディスプレイモデル、工業用部品など、高品質の3D印刷モデルは、高品質の素材から始まります。航空宇宙、防衛、自動車などの産業向けの部品は最高水準で製造する必要があるため、これは金属3D印刷にとって特に重要です。ただし、金属プリントに使用される材料は依然として非常に高価であるため、運用の費用対効果を維持するには、インテリジェントに展開する必要があります。

この重要な部分は、3D印刷に使用されるすべての粉末材料の純度を維持することです。材料の汚染が原因で印刷が失敗すると、時間とお金の両方が無駄になります。ただし、金属プリントに使用される粉末の純度を維持することは、一見難しい場合があります。実際、多くの局は、実際に印刷の実行に失敗するまで、金属粉の問題に気づいていません。

では、答えは何ですか？

3D印刷材料のリサイクルに関する継続的な課題

材料費を削減できる可能性のある1つの方法は、可能な限り残りの粉末をリサイクルすることです。ただし、この概念は明白に見えますが、実際には、言うのは簡単です。金属粉末を焼結する場合、粒子は部品の周囲に小さな「塊」を自然に形成します。これらは肉眼で検出することは不可能かもしれませんが、粉末の粒子サイズの一貫性を微妙に変化させ、その結果、その粉末のバッチを使用して印刷される他の部品の品質に影響を与えます。

この問題を解決するための1つのアプローチは、テクノロジーを使用することです。たとえば、印刷後に残りのすべての粉末をふるい型のメカニズムに通して、塊をろ過し、材料の一貫性を可能な限り維持するプリンターが利用可能になりました。ただし、これは、すべての粉末床を再利用できるわけではないことを意味します。さらに、粉末床を注意深くふるいにかけ、リフレッシュしても、粉末の品質は時間の経過とともに微妙に変化します。つまり、印刷の失敗を防ぐために注意深く監視する必要があります。

このような対策は確かに金属粉を再利用できることを意味しますが、航空宇宙や自動車などの業界の厳しい規制要件を満たすのに十分な高品質基準を維持できるかどうかについては疑問が残ります。プリンター会社と材料供給業者が、粉末リサイクルプロセスが完全に確実であるという鋳鉄の保証を提供できない限り、これらの産業では使用が制限されます。そのような場合、唯一の実行可能なオプションは、すべての印刷実行にバージンパウダーベッドを使用するという継続的な費用を受け入れることです。

隠された不純物が金属プリントを台無しにする

金属粉末の専門家LPWによる最近のケーススタディでは、3D印刷で作成されたアルミニウム部品（ガスタービン）に、異なる設定で部品を何度も再印刷しようとした後でも、亀裂が含まれていることがわかりました。使用されている金属粉末を徹底的に調査するためにLPWが持ち込まれたとき、Inconel 625の粒子が含まれていることがわかりました。これらの粒子を表示するには顕微鏡が必要でしたが、印刷プロセス中にグループ化すると、印刷との非互換性がありました。材料が亀裂の形成につながったのです。

その後、汚染は従業員による粉末の取り扱いの誤りが原因であることが判明しました。 3Dプリンターは、以前はInconel 625を使用した別の印刷実行に使用されており、従業員はアルミニウム粉末ベッドを追加する前に正しいクリーニング手順に従わなかった。

ここでのメッセージは、工業用3D印刷に使用されるすべての金属粉末は、不注意による混合を避けるために常に注意深く保管する必要があり、特に材料を変更する場合は、各プリンターのクリーニング手順に従わなければならないということです。 LPWのケーススタディに示されているように、粉末が汚染されると、原因を特定して解決策を提供するための専門の機器が必要になる可能性が高いため、リスクを完全に回避する方がはるかに優れています。

材料の純度を維持するための効果的なシステムを確立する

粉末汚染は、金属プリントを提供する企業にとって継続的な課題であるため、より広範なプロジェクトワークフローの一部として慎重に検討する必要があります。金属粉末の維持に関しては、テクノロジーは確かにあなたをサポートしますが、適切なトレーニングとスタッフ間の粉末汚染の危険性の認識の代わりとして扱われてはなりません。

アディティブマニュファクチャリングの多くの分野と同様に、問題を解決するよりも予防​​する方がはるかに優れています（そしてコストもかかりません！）。したがって、粉末がどのように保管および処理されているかを意識し、特に機能的、工業用の場合は、チャンスを逃さないでください。メタルプリント。それは確かにワークフローの追加の段階を表しますが、追加の安心はそれ以上の価値があります。