バインダー噴射による3D印刷のショートガイド

1990年代半ばの出現から、バインダージェッティングは、さまざまな用途を持つ主要な積層造形技術に進化しました。フルカラーの部品やプロトタイプの製造から、鋳造用の低コストの金属部品や砂型まで、BinderJettingはさまざまな業界で幅広い使用例を見つけました。

このチュートリアルでは、Binder Jettingがどのように機能するか、その利点と制限、およびこのテクノロジーを最大限に活用するための実用的なヒントについて詳しく説明します。

バインダージェットはどのように機能しますか？

バインダー噴射技術は、プリントヘッドを使用して液体結合剤を粉末の層に塗布することで機能します：

1. 粉末の薄層がバインダー噴射機のビルドプラットフォームに分散されます。
2. 次に、インクジェットプリントヘッドは、粉末粒子を結合する液体バインダー剤（およびオブジェクトがフルカラーで印刷されている場合は染料）を堆積させます。
3. レイヤーが完成すると、ビルドプラットフォームが下がり、新しいパウダーレイヤーが前のレイヤーに広がります。このプロセスは、パーツが完成するまで繰り返され、その後、固化して冷却されます。
4. プロセスが完了すると、パーツがビルドプラットフォームから削除され、余分な粉末が除去されます。アプリケーションによっては、追加の後処理も必要になる場合があります。

なぜバインダージェットを選択するのですか？

• 印刷速度が速く（たとえば、バインダージェッティングは通常、FDMよりも高速です）、コストが比較的低いため、バインダージェッティングは3D印刷に費用効果の高い選択肢です。さらに、さまざまな材料（粉末状）を使用できるため、金属、セラミック、さらには砂などの材料から部品を柔軟に作成できます。実際、金属バインダー噴射技術のコストは、DMLS技術を使用した金属3D印刷よりも大幅に低くなっています。
  
• 他の3D印刷技術に対するバインダー噴射の大きな利点は、（FDM、SLS、DMLSプロセスとは異なり）部品に追加の熱が加えられないことです。したがって、部品の反りなどの歪みを心配する必要がありません。 。
• SLSと同様に、バインダージェットは、部品が支持構造として機能する未結合の粉末に囲まれているため、支持構造を必要としません。これはまた、複数の部品を同じ粉末床で一度に印刷できることを意味し、低から中程度のバッチ生産に理想的です。
• バインダージェッティングマシンのビルドプラットフォームのボリュームは、通常、他の3D印刷テクノロジーと比較して最大であり、大きなオブジェクトの印刷に最適です。バインダー噴射により、フルカラーで複雑なデザインの部品を製造することもできます。
  

一般的なアプリケーションと資料

バインダージェッティングには、次のような幅広いアプリケーションがあります。

• 鋳造パターン
• コアとモールド
• 航空宇宙部品
• プロトタイプ
• フルカラーの装飾品
• ジュエリー

バインダージェッティングは、熱的に安定した耐摩耗性の部品が必要とされる航空宇宙産業や重工業などの産業に一般的に適用できます。宝飾品や装飾品業界でも、独自のカスタムメイドのオブジェクトを製造する手段としてバインダージェットが採用されています。バインダージェットの珍しいが有望なアプリケーションは、食品業界にもあるかもしれません。

バインダージェッティングで使用できる材料は次のとおりです。

• 砂岩、金型およびコア用のケイ砂
• 低コストの金属部品および宝飾品用のステンレス鋼、ニッケル基合金、および炭化タングステン
• 置物などのフルカラー装飾品用のセラミックとポリマー

バインダー噴射の制限

バインダー噴射技術には多くの利点がありますが、検討する価値のあるいくつかの制限もあります。

• プロセスの結果、バインダージェット技術で製造された部品の機械的特性が制限され、それらを強化するために追加の後処理が必要になる場合があります。
• 追加の後処理は、生産プロセス全体にはるかに多くの時間を追加する可能性があり、完成した部品の「粉末除去」は時間のかかるプロセスになる可能性があります。
• 金属バインダー噴射の場合、部品は緑色の状態で製造されていることに注意することが重要です。これらの緑色の部品は多孔性が高いため、壊れやすく、機械的特性が制限されます。これを克服するために、部品は、内部の多孔性を減らし、部品の強度と抵抗を高めるのに役立つ、硬化、焼結、または青銅の浸透などの何らかの形の後処理を必要とします。ただし、これにより、必然的にプロセス全体に時間とコストが追加されます。

ヒント

• バインダージェッティングを選択して、非常に高い機械的特性を必要としない、低コストで複雑な金属部品を製造します。
• 装飾目的に適したフルカラーのオブジェクトを印刷するには、バインダージェットを選択します
  
• バインダージェットは、大きな鋳造金型やコアの製造に最適です