バインダージェッティングマシン:種類、用途、利点、制限事項に関する詳細ガイド
積層造形の利点と素晴らしい結果に興味がある人なら誰でも、選択できる方法の長いリストを持っています。この組み合わせの中で注目に値するのは、バインダー ジェッティングです。これは、液体と粉末の世界を混合して、芸術、航空宇宙、医療、産業分野 (および一部) 向けの印刷製品を作成します。
バインダー ジェッティングにあまり詳しくない方のために、プロセスの内容、その欠点と利点、通常どのような用途に最適であるかについて詳しく説明します。
バインダージェッティング (BJ) とは何ですか?
バインダー ジェッティング (BJ) は、世にある多くの 3D プリンティング技術の 1 つですが、より具体的には、工業用プリントヘッドを使用して液剤と粉末を組み合わせて結合することで機能します。この方法で砂、金属、複合材料、セラミック部品をプリントでき、高品質のビルドを作成することができます。世の中に存在するシステム、マシン、ソフトウェアの 2 つの例は、3D Systems の ProJet MJP 5600 と Stratasys の J5 MediJet です。
バインダージェッティング (BJ) はどのように機能しますか?
バインダージェッティングの仕組みをもう少し詳しく見てみましょう。バインダー ジェッティングを使用してパーツを印刷する手順は次のとおりです。
<オル>バインダー ジェッティング 3D プリントの利点は何ですか?
他の方法に比べて、バインダー ジェット印刷を使用する利点のいくつかを次に示します。
- 正確な寸法のビルドを作成できる
- 室温で動作します (これにより、反りや残留応力が軽減されます
- BJ では大規模なビルドと小規模なビルドの両方を作成できます
- 他の 3D プリント技術と比較すると、はるかに高速です
- レーザー モデルよりも手頃な価格でエネルギー効率が高い
- セラミックや金属粉末などの材料は安価になる傾向があります
- 結合されていないパウダーは自然なサポートとして機能し、柔軟性が高まり無駄が少なくなります
- 未使用のパウダーは将来の印刷ジョブに再利用できます
バインダー ジェッティング 3D プリントの欠点は何ですか?
バインダー ジェッティングには十分な利点のリストがありますが、バインダー ジェッティングには注意すべき欠点もいくつかあります。
- バインダー ジェッティングで作成された金属ビルドは、気孔率が高く、機械的特性が低い可能性があります
- 構造部品のオプションとして常に使用できるわけではありません
- 「緑色」の状態では、部品が脆くなる可能性があります
- ほとんどの場合後処理が必要となるため、スケジュールが長くなります
- バインダージェッティングは通常、他の 3D プリント方法よりも解像度が低くなります
バインダージェッティング (BJ) のプロセスとは何ですか?
バインダー ジェッティングを使用してパーツを印刷する手順は次のとおりです。
<オル>バインダージェッティング (BJ) の種類とは何ですか
使用するバインダー噴射機の種類は、使用する結合剤と粉末によって異なります。バインダー ジェッティングで使用される一般的なバインダーのタイプには次のようなものがあります。
ポリマーバインダー
ポリマーバインダーは通常セラミックパウダーと組み合わされており、熱処理で除去できます。粘度が低く、BJ 印刷で非常に簡単に塗布できます。
水性バインダー
これらのバインダーは、砂や他の鉱物粉末と連携して機能することがわかります。より環境に優しく、乾燥または焼結によって簡単に除去できます。
溶剤ベースのバインダー
溶剤ベースの結合剤は金属やセラミックの粉末に最もよく作用し、溶剤脱結合剤という適切な名前のプロセスを通じて除去できます。固形分が多く含まれているので、ベッドに簡単に塗ることができます。
フランバインダー
フランバインダーはフルフリルアルコールで作られ、特により複雑なデザインの鋳造用の型や中子を作るために砂粉と一緒に使用されることがよくあります。機械的強度と熱安定性に優れており、熱または酸触媒によって硬化できます。鋳物から型を非常に簡単に剥がすことができます。
ケイ酸塩バインダー
ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムで作られたこれらのバインダーは、鋳造の際のもう 1 つの選択肢であり、砂粉との相性がよく、鋳型が作られた後の鉄金属にも最適です。優れた耐火特性を備えており、高温でも問題ありません。乾燥または酸触媒の添加により硬化します。
フェノールバインダー
鋳造目的のもう 1 つのオプションは、フェノール結合剤 (フェノール - ホルムアルデヒド樹脂から作られる) です。機械的強度と寸法安定性に優れ、熱による硬化が可能です。高強度、高温の製品が必要な場合に最適です。
UV バインダー
このタイプのバインダーには UV ライトを使用する必要があり、多くの材料には対応しません (フォトポリマー樹脂が最適です) が、高解像度で複雑なパーツを作成できます。
バインダージェッティング (BJ) にはどのような材料を使用できますか?
バインダーの噴射に使用できる材料は数多くあります。主なタイプの概要は次のとおりです。
- 金属: 強度と耐久性に優れた部品を生み出すステンレス鋼、チタン、アルミニウム、銅。
- セラミック: アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素などの素材を使用したタイル、衛生陶器、絶縁体
- 砂: バインダー (フラン、ケイ酸塩、フェノールなど) と混合して、鋳物鋳造用の型や中子を作成します。
- プラスチック: 自動車産業や医療産業向けの消費財や部品を製造するためのポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの粉末
- 複合: カーボンファイバーとグラスファイバーをポリマーバインダーと混合したもの
詳細については、3D プリント マテリアルに関する完全ガイドをご覧ください。
バインダー ジェッティング 3D プリントの例は何ですか?
以下は、バインダー ジェッティング 3D プリント システムの例です。
<オル>バインダージェッティングの用途は何ですか?
この種の 3D プリントには非常に多くの用途があり、この要約リストではそのうちのほんの一部のみを取り上げます。
- プロトタイプ
- 航空宇宙コンポーネント
- キャスト パターン
- ジュエリー
- フルカラーの装飾オブジェクト
- コアとモールド
- ツール
バインダーのジェッティングに関する FAQ
バインダーの噴射にはどれくらいの費用がかかりますか?
通常、バインダー噴射装置の価格は 100,000 ドル以上です。ビジネス オーナーや製造業者にとって、これらのプリンタは消費電力が少なく、安価な材料を使用するため、これは非常に経済的であることがよくあります。
バインダー ジェッティングは高速 3D プリント プロセスですか?
はい、実際、バインダー ジェッティングは最速の 3D プリンティング テクノロジーであると考えられています。精度を損なうことなく、短期間で大量の生産が可能です。
バインダー ジェッティング 3D プリントにはサポートが必要ですか?
いいえ、バインダーの噴射には通常、追加のサポート構造は必要ありません。これは、プリント ベッド上に転がるパウダーによって既にサポート構造が提供されているためです。これは、複数のパーツを同じ粉体ベッド上で同時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最適です。
バインダージェッティングは金属にのみ機能しますか?
いいえ、バインダージェッティングは金属だけでなく、はるかに多くの材料に使用できます。砂、セラミック、一部のポリマーを使用してプリントすることもできます。
カット・デ・ナウム
Kat de Nagam は、英国出身のライター、著者、編集者、コンテンツ スペシャリストであり、20 年以上の執筆経験があります。 Kat はさまざまな製造組織や技術組織で執筆した経験があり、エンジニアリングの世界が大好きです。執筆活動の傍ら、キャットはほぼ 10 年間パラリーガルとして活動し、そのうち 7 年間は船舶金融業務に携わっていました。彼女は印刷物とオンラインの両方で多くの出版物に寄稿しています。キャットはキングストン大学で英文学と哲学の学士号を取得し、クリエイティブライティングの修士号を取得しています。
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