3D金属押出成形は添加剤の次の波ですか？

3D添加金属押出成形製造は、市場での地位を確立し始めています。他の3Dテクノロジーよりも魅力的な価格で、物事を揺るがす可能性があります。スペース内のいくつかの主要なプレーヤーと、彼らの名声を紹介します。

最近の3D金属印刷に関するすべてのニュースで、利用可能なオプションを積極的に調査していなければ、少なくとも興味がある可能性は十分にあります。メーカーは、ジェットエンジンの燃料ノズルから医療用補綴物まですべてを印刷するために直接金属レーザー焼結や電子ビーム溶解などの技術を使用しています。それでは、なぜあなたの店はプロトタイプ、工具、少量生産部品にこの技術を活用したくないのでしょうか？

一つには、これらの部品を製造するために使用されるプリンター、および何千もの同様の金属部品は高価になる可能性があります。レーザーベースのパウダーベッドマシンに加えて、それをサポートするソフトウェア、トレーニング、および付属機器の場合、500,000ドル以上を計算できます。実際に何かを作るために必要な金属粉は、それを有用な製品に焼結するために使用されるレーザーと同様に、多くの場合独自のものです。

ブロック上の新しい3D金属押し出しキッズ

絶望しないでください。最近、新種の3Dメタルプリンターが市場に参入しました。これらの機械は、はるかに安価で、比較的使いやすく、最終用途に適した完全に高密度の金属部品を製造します。いくつかの異なる技術が存在し、約12の機器メーカーが、従来の粉末床システムに代わる独自の代替技術を提供しています。ここにいくつかの例があります。

3D積層造形は、その誇大宣伝にもかかわらず実行可能ですか？詳細については、「製造業における3Dプリントの事例」をお読みください。

3D金属押し出しプロファイル：Markforged、Desktop Metal、Digital Metal

MarkforgedのMetalXプリンターは、独自の原子拡散添加剤製造、つまり「ADAM」テクノロジーを使用して、17-4 PHまたは303ステンレス鋼から、アルミニウム、インコネル、チタンなどの計画された部品を印刷します。

この技術は、事前にプラスチックバインダーとブレンドされた粉末金属の棒状のシリンダーをノズルから押し出して、厚さ50μm（0.002インチ）の部品層を作成することによって機能します。完了すると、「緑色」の部分が洗浄ステーションに送られ、バインダー材料の一部が除去されてから、残りのバインダーを焼き払い、金属粒子を融合させる炉に入れられます。完全なシステムの価格が約100,000ドルであるため、製造コストは代替の金属添加技術の最大10分の1、機械加工の最大100分の1と報告されています。

3D金属押し出しプロファイル：デスクトップ金属、デジタル金属

Desktop Metalは、StudioSystemとProductionSystemの2つの3Dメタルプリンターを提供しています。 Studio Systemは、Markforgedで使用されているものと同じように、押し出しプロセスを採用した「オフィス向け」プリンターです。その特許取得済みの結合金属蒸着プロセスは、17-4 PH、316L、インコネル、および数十年前の金属射出成形で使用されたものと同様のポリマー混合物で結合された他の粉末を印刷します。層の厚さは50μm（0.002インチ）で、ビルド速度は16cm³/時です。 （1in³/ hr。）可能です。ここでも、部品は、1400°C（または2552 F）までの温度の炉で焼結される前に、分離ステーションで洗浄されます。また、Desktop Metalは、レーザーベースの3Dメタルプリンターよりも10倍安価であると主張しています。

最大8200cmのビルド速度 ³ /hr。 （500in³/ hr。）、Desktop Metalの生産システムはレーザーベースの金属プリンターよりも100倍高速であると言われており、大量生産用に明確に設計されています。 32,000のジェットと双方向の粉末スプレッダーを使用して、そのシングルパス噴射技術は、粉末の各層に毎秒数百万のバインダー流体を堆積させます。また、支持構造を後で簡単に取り外せるようにする焼結防止剤も含まれています。次に、「茶色」の部品を金属の溶融温度のすぐ下の炉で溶かして、完全に緻密な製品を製造します。

2019年まで市販されていませんが、生産システムの約40万ドルのコストは、レーザーベースのパウダーベッドプリンターに近づいていますが、金属鋳物に匹敵する部品あたりのコスト（少なくとも100,000個まで）を提供すると言われています。

3D添加剤について詳しく知りたいですか？ 「金属3D印刷における独自の課題と解決策」をご覧ください。

3D金属押し出しプロファイル：デジタル金属

DigitalMetalのDMP2500は、バインダー噴射技術を使用するもう1つの3Dメタルプリンターです。 Digital Metalは、金属粉末の大手サプライヤーであるスウェーデンのHöganäsGroupの一員として、同社の機械が航空宇宙、自動車、医療、その他の業界向けに20万を超える高品質の3Dプリントコンポーネントを製造したと述べています。 35μm（0.0014インチ）までのフィーチャ解像度と同様に、42 µm（0.0016インチ）までの層の厚さが可能です。ビルド速度は、100 cm ³ のDesktopMetalのStudioSystemの速度に近いです。 /hr。 （6in³/ hr。）、DM P2500は非常に細かいディテールと「医療グレード」の表面仕上げを実現すると言われていますが、

利用可能な他のシステムやテクノロジーはたくさんあります。たとえば、AMマシンビルダーのExOneは、ブロンズからタングステンまで、さまざまなバインダー噴射機と材料を提供しています。 Vader Systemsは、電磁界を使用して液化金属から部品を構築します。花粉AMのペレット積層造形では、既存の粉末ベースのシステムよりも最大5倍安価なMIM原料を使用しています。

レーザーベースの3Dメタルプリンターにはその場所がありますが、これらの代替手段には多くの利点があります。レーザーベースのシステムのように熱応力がないため、ビルドプロセス中に部品を所定の位置に保持するために必要なサポート構造を簡素化できます。排除さえしました。これにより、ビルドチャンバー全体を充填できます。つまり、数百または数千もの小さな部品を1回の無人操作で処理できます。

使用される支持構造は、通常、取り外しが簡単であり、二次機械加工または手仕上げ操作の必要性を排除することができます。金属はMIMで使用されているものと同じであるため、航空宇宙および医療監視の承認を得るのははるかに簡単です。レーザーベースのシステムのようにアルゴンや窒素ガスは必要ありません。また、アルミニウムやチタンのほこりで満たされた雰囲気でレーザービームが爆発を引き起こす心配もありません。

アディティブマニュファクチャリングと3Dプリントに挑戦したことはありますか？あなたの経験はどのようなものでしたか？