世界初の金属/非金属一体型3Dプリンター？武漢華客3D

2017年12月15日、南極熊は武漢華科3Dが「ビッグニュース」を発表したのを目にしました。これは世界の3Dプリント業界で注目に値する「ビッグデー」です。数年にわたる研究とテストを経て、武漢華科3Dテクノロジー株式会社は、非金属材料と金属材料を同時に印刷できる世界初の工業用3Dプリント装置HK PM250を開発しました。

SLS と SLM はどちらも、粉末材料を溶かして層ごとに積み重ねるためのエネルギーとしてレーザーを使用します。しかし、これら 2 つのテクノロジーを 1 つに統合するのはどれほど難しいのでしょうか?実際のアプリケーションは何ですか?

これまでの 3D プリンター機器では、非金属材料と金属材料の 3D プリンター印刷の間には明確な境界がありました。機器構成と部品印刷プロセスの両方に大きな違いがあります。実際のアプリケーションでは、非金属材料と金属材料が緊密に結合されたり埋め込まれたりした部品を一度に印刷する必要がある場合、実行可能な方法はありません。これらは、異なる 3D プリンター機器を使用して個別に印刷および製造し、その後手作業で組み立てる必要があります。

この目的のために、武漢華科3Dテクノロジー株式会社は、長期にわたる研究開発とプロセス探索を通じてSLSプロセスとSLMプロセスを組み合わせ、非金属材料と金属材料の両方を同時に印刷できる世界初の産業グレードの3D印刷装置HK PM250を開発し、1つの装置で非金属部品と金属部品の両方の印刷を実現しました。この機器は科学研究と教育に使用するために南京農業大学に提供されました。

5つのイノベーション

1. 金属・非金属一体型材料の複合成形

ファイバーレーザー＋CO2レーザーのデュアルレーザー複合スキャンシステムを提案し、金属・非金属多機能印刷システムを開発し、予熱、溶融、仕上げの一連の工程を検討することで、2種類の材料に異なる設備が必要であるという問題を解決し、金属と非金属の複合印刷を1つの装置で完了するという目標を達成しました。

2. 作業面上の複数の材料に正確に粉末を供給できるように、粉末吸引/供給機構を正確に配置する

これを基に、当社は特殊な方向性粉末吸引・吐出機構を設計しました。この機構は、部品の機能や設計要件に応じて、指定された領域に粉末を吸収・定量的に噴霧し、部品のさまざまな部分への非金属粉末や金属粉末の印刷を正確に制御し、回路が埋め込まれたナイロン部品を一度に印刷するなど、非金属粉末と金属粉末部品の一体成形を実現します。

3. 高精度・高効率な粉体散布技術

精密ダブルガイド自己回転粉末拡散技術を提案し、デュアル粉末供給シリンダー一体型粉末ベッド粉末拡散装置を発明しました。これにより、粉末拡散システムの高平坦性と高効率が求められるSLMプロセスの困難な問題が解決され、粉末供給効率が向上し、粉末拡散平坦度誤差は0.02mm未満、部品成形精度は100±0.1mmに達しました。

4. 真空成形室を内蔵し、酸素含有量は100ppm未満

この装置は真空方式を採用し、成形室内の雰囲気を確保し、特殊な気密設計により、成形工程中の酸素含有量を100ppm以下に制御できます。

5. 部品特徴の自己認識と適応スキャンおよび充填生成技術

部品特徴の自己識別と適応スキャンおよび充填生成技術を提案し、SLS/SLM設備のモデルデータ前処理ソフトウェアシステムを開発しました。大面積（250*250）のさまざまな特徴の適応スキャンを実現し、大型で複雑な部品の加工精度の確保が困難で加工効率が低いという問題を解決しました。

Antarctic Bear は、3D プリントの革新的な技術は全面的にサポートされ、奨励されるべきだと考えています。国内の3Dプリンターメーカーもまだまだ道のりは長い。

武漢華科3D社の公式紹介武漢華科3Dテクノロジー株式会社は、中国武漢市オプティクスバレー東湖ハイテクゾーンに位置し、華中科技大学の材料成形と金型技術国家重点実験室のラピッド製造センターの付加製造技術変革と産業化拠点です。 Huake 3Dは、中国科学技術部、教育部、中国国家自然科学基金、国家863ハイテク計画、湖北省科学技術庁、武漢市科学技術委員会からの支援を受け、3Dプリント技術、設備、材料の研究開発、生産、販売に取り組んでいます。工業化された3Dプリンター設備は国内外で300セット以上販売され、イギリス、シンガポール、ロシア、ベトナムなどの国に輸出されています。国内外の航空宇宙、自動車などの産業向けに数万点の各種複合部品を製造しており、陝西航空宇宙動力高科技有限公司、西安航空宇宙エンジン工場、上海第八航空宇宙アカデミー航空宇宙装備製造工場、湖北三江航空宇宙紅陽機電有限公司、瀋陽航空宇宙大学など、多くの航空宇宙企業、大学、研究機関で広く使用されています。大型SLS産業用3Dプリンタ装置においては、当社は世界最先端を走っており、1.4m×1.4mのテーブルを搭載した商用機は、現在実用化されている同種の装置としては世界最大規模となります。

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