高性能 3D プリント用金属材料トップ 4

1.ステンレススチール

ステンレス鋼は、耐腐食性、高強度、優れた美的外観で広く知られています。ステンレススチールで印刷された部品は、従来の製造方法で作成された部品と同等またはそれ以上の強度を持つことができます。 3D プリントされたステンレス鋼の強度、硬度、その他の特性は、主に部品のプリントに使用される特定の技術によって決まります。 

ステンレススチール印刷部品は、航空宇宙、自動車、軍用ハードウェア、医療など、多くの業界で応用されています。他の金属 3D プリント材料と比較して、ステンレス スチール パーツはクロムが添加されているため、最も滑らかな表面で作成できます。

3D プリントに使用されるステンレス鋼粉末には、316L、304L、630、410、420、254、17-4 PH、15-5PH、PH1、GP1 など、さまざまなグレードと合金があります。このうち、316L は金属 3D プリンティングで最も一般的に使用されるグレードです。組成は鉄 66 ～ 70%、クロム 16 ～ 18%、ニッケル 11 ～ 14%、モリブデン 2 ～ 3%、炭素 0.03% 未満です。この 3D プリント材料は、延性と優れた耐食性で知られています。 

2.工具鋼

工具鋼は、比較的高レベルの炭素を含む鉄ベースの合金の一種で、タングステン、クロム、バナジウム、モリブデンなどの他の合金元素と炭化物を形成します。工具鋼は、高温強度、硬度、耐摩耗性の優れた組み合わせを提供します。これらの鋼は、複数の業界の金型、スタンプ、切削工具の製造に一般的に使用されています。このツールは、押出、切断、鋳造、射出成形、スタンピング、コンポーネントの組み立てなど、他の製品製造プロセスで使用される形状を製造するために使用されます。金属 3D プリントには、D2、M2、H13、H11、MS1、および 1.2709 の工具鋼オプションが使用できます。

3.チタン

チタンは積層造形業界で最も使用されている金属です。医療、航空宇宙、自動車、電子産業などで広く採用されています。チタンおよびその合金は高い機械的強度を持っています。また、ステンレス鋼よりも優れた耐食性を備えています。

金属 3D プリントには、Ti-6Al-4V、Beta 21S、Cp-Ti (商用純チタン)、TA15 などのチタン材料オプションが利用可能です。 

金属 3D プリントとは何ですか?

金属 3D プリンティングは、積層造形法の一般原理と方法を適用し、粉末金属に適用して金属部品または製品を作成する方法です。 3D プリントでは常に、コンピューター制御の下、粉末またはフィラメント ワイヤーを使用してレイヤーごとにパーツを構築することが含まれます。

金属粉末の連続層を結合して最終形状を形成するには、いくつかの方法があります。レーザーまたは電子ビームで溶かしたり、結合剤をスプレーしたり (バインダー ジェッティング)、直接エネルギー蒸着 (DED) または熱溶解モデリング (FDM) プリンターを使用して金属フィラメントから加熱された溶融液滴として直接印刷したりすることができます。

3D プリントできる金属は何ですか?

金属 3D プリントは、さまざまな金属粉末を使用して実行できます。これらには、鋼、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、コバルト、タングステン、チタン、ニッケル基合金が含まれますが、これらに限定されません。プラチナ、金、パラジウム、銀などの貴金属も 3D プリントで使用できます。  

金属 3D プリントはどのように機能しますか? 

金属 3D プリンティング法の動作原理は、粉末、フィラメント、ワイヤーなど、使用する材料によって異なります。これら 3 つのオプションのうち、パウダーを使用した印刷が最も一般的な方法です。 

粉末金属 3D プリントでは、最初の層の金属粉末がパウダー コータまたはリコータによってビルド プラットフォームの床に広げられます。次に、高出力レーザーまたは電子ビームを使用して、粉末をスキャンしながら材料を選択的に結合します。これにより、オブジェクトの 1 つのソリッド レイヤーが作成されます。次に、プラットフォームを下方に 50 ～ 200 ミクロン移動させ、同時に金属粉末の別の均一な層を前の層の上に分配し、このプロセスを繰り返します。 

一方、金属ワイヤーは、金属 3D プリント用の最も手頃な原材料形態です。ワイヤはプラズマ アーク、レーザー、または電子ビームで溶解されます。直接エネルギー蒸着 (DED) は、金属ワイヤーを使用して部品を製造する 3D 印刷法の例です。これは主に、既存の金属部品の修理や機能の追加に使用されます。

金属フィラメントは、金属粒子を含浸させた細いプラスチックワイヤーです。この原材料の選択は、溶融堆積モデリング (FDM) プリンターを使用する場合に合理的です。 FDM は、加熱されたフィラメントをノズルからビルド プラットフォーム上に押し出して部品を作成することによって機能します。印刷後、部品は脱脂ステーションに置かれ、溶剤を使用してプラスチックを溶かし、その後焼結炉に送られて金属粒子が融合して固体の金属片になります。 

金属 3D プリントに最適な材料を選択する方法

プロジェクトに最適な金属 3D プリント材料を選択するには、以下の手順に従ってください。

<オル>

製造する部品の性能要件を定義します。要件には、部品がさらされる環境条件と動作状態で予想される機械的応力の両方が含まれる場合があります。

性能要件を材料仕様と比較します。これは、材料の特性をチェックして、それが最終用途の要件と動作条件を満たしていることを確認することを意味します。たとえば、機械的強度や耐食性に優れた材料が必要ですか?

信頼性の高い動作と良好な耐用年数を実現するために、期待されるパフォーマンスと部品の要件に最適な材料を選択してください。

概要

この記事では、部品や製品の金属 3D プリントに使用する 4 つの最適な材料をレビューしました。金属 3D プリント材料の詳細と、それがあなたのプロジェクトに適用できるかどうかについては、Xometry の担当者にお問い合わせください。

Xometry は、プロトタイピングや生産のあらゆるニーズに対応する 3D プリンティングやその他の付加価値サービスを含む、幅広い製造機能を提供します。詳細を確認するか、義務のない無料の見積もりをリクエストするには、当社の Web サイトにアクセスしてください。

著作権および商標に関する通知

<オル>

Inconel® は、ウェストバージニア州ハンティントンにある Special Metals Corp. のハンティントン アロイズ部門の登録商標です。

免責事項

この Web ページに表示されるコンテンツは情報提供のみを目的としています。 Xometry は、情報の正確性、完全性、有効性について、明示的であるか黙示的であるかにかかわらず、いかなる種類の表明または保証も行いません。いかなる性能パラメータ、幾何公差、特定の設計特徴、材料の品質と種類、またはプロセスは、Xometry のネットワークを通じてサードパーティのサプライヤーまたはメーカーによって提供されるものを表すものとして推測されるべきではありません。部品の見積もりを求める購入者は、それらの部品の特定の要件を定義する責任があります。詳細については、 利用規約をご覧ください。

ディーン・マクレメンツ

Dean McClements は機械工学の学士優等学位を取得しており、製造業界で 20 年以上の経験があります。彼の職業上の経歴には、Caterpillar、Autodesk、Collins Aerospace、Hyster-Yale などの大手企業で重要な役割を果たし、そこでエンジニアリング プロセスとイノベーションに対する深い理解を深めました。

Dean McClements による記事をもっと読む