商業化に向けて、カリフォルニア工科大学のアモルファス金属3Dプリントの特許が承認される

この投稿は Little Soft Bear によって 2017-4-7 15:18 に最後に編集されました。

アモルファス金属（金属ガラス）は、アモルファス合金とも呼ばれ、金属とガラスの両方の利点を持ちながら、それぞれの欠点を克服しています。ガラスのように脆く、延性がありません。金属ガラスの強度は鋼鉄よりも高く、硬度は高硬度工具鋼を上回り、一定の靭性と剛性を備えています。そのため、金属ガラスは「割れない、砕けない」ガラスの王様と称えられています。

アモルファス金属は、高強度、高硬度、耐摩耗性、耐腐食性など、多くの優れた特性を備えています。これらの優れた特性により、航空宇宙、自動車、船舶、装甲保護、精密機器、電気、エネルギー、電子機器、バイオメディカルなどの分野で幅広い応用が期待されています。最近、カリフォルニア工科大学は、付加製造技術によるアモルファス金属の特許を取得しました。この技術は、いくつかの有名な国際企業との商業協力の対話を開始しました。

特許名: 積層造形法に類似した技術を使用してアモルファス金属を含む物体を製造するシステムおよび方法

アモルファス金属は、無秩序な原子構造を特徴とし、従来の金属よりもはるかに硬いだけでなく、一般的にセラミック材料よりも硬い、高効率のエンジニアリング材料として実現されています。また、比較的耐腐食性があり、電気伝導性も良好です。しかし、アモルファス金属の製造は難しいプロセスです。特に、通常は融点を超えて急速に冷却し、結晶化を防ぎ、アモルファス金属ガラスを形成する必要があるためです。製造プロセスでは、非常に高い冷却速度が必要となり、厚い部品は急速に冷却することが難しいため、成形できる厚さが制限されます。

カリフォルニア工科大学がアモルファス金属を製造するために使用する方法は、金属合金の第 1 層の表面を高温で溶かし、溶融した金属合金を急速に冷却して凝固させ、アモルファス金属の第 1 層を形成し、これを基に次の層を処理するというものです。この工程では、プラズマ溶射、アーク溶射などの「溶射技術」を使用して各層を塗布します。「スプレー技術」に使用できる原材料には、金属線や金属粉末などがあります。 3D Science Valleyの市場調査によると、この「スプレー技術」はDED直接エネルギー堆積3Dプリント技術です。

画像：アモルファス金属の冷却速度と特性の関係。カリフォルニア工科大学によるこの特許の承認により、この技術は正式に商業化段階に入りました。偶然にも、2017年に金属積層造形業界ではアモルファス金属の商品化が話題になりました。 EOSは以前、アモルファス金属3Dプリントの新興企業であるExmetにも投資した。Exmetは2016年からドイツの材料大手Heraeus Groupと提携し、アモルファス金属3Dプリント技術の開発に取り組んでいる。Caltechが使用するDED技術とは異なり、Exmetは工場にEOS M 290金属3Dプリンターを備え、高性能のアモルファス金属部品を製造している。

中国では、大連交通大学が古くからアモルファス金属の製造を研究しており、溶融噴霧法によって板状のアモルファス合金Zr55Al10Ni5Cu3も製造している。大連理工大学は、真空作業環境において作業台の外側に設置された冷却作業プールを主に使用して、準備された金属部品が常に低温であることを保証し、金属部品の溶融プール付近の温度勾配を高め、それによって金属部品の溶融プール付近の熱を迅速かつ効率的に拡散させ、結晶化の発生を回避します。

出典: 3D Science Valley 詳しい情報:
スウェーデン企業Exmetのアモルファス金属3Dプリント技術がEOSから戦略的投資を受ける大連交通大学：3Dプリント技術を使用してアモルファス金属を製造する方法

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