吉華研究所の3D金属印刷技術がCCTVに登場

出典：CCTV4「中国ニュース」、文漢湖畔

3D プリント技術として一般的に知られている付加製造技術は、「第 3 次産業革命」を導く重要な技術の 1 つとして高く評価されています。その中で、金属高性能積層造形技術は、難易度が高く、基準も高い積層造形分野の重要な分野として業界で認識されています。最近、CCTV4の「実験室を訪れて新品質生産性を観察」がJihua実験室の新付加製造研究所を訪れ、現在の3D金属印刷技術と、新品質生産性の開発を促進するための具体的な応用シナリオを探りました。

吉華研究所が独自に開発した超大型金属積層造形装置は、いわゆる金属3Dプリンターであり、多くの金属部品がこれによって製造されています。金属3Dプリンターで作られた金属部品は、非常に複雑な構造で、穴がたくさんあります。パイプもそれぞれ中が空洞です。従来の鋳造方法で作ると、金型を開けたり、穴を開けたり、金属部品を切断したり、溶接したりするなど、複雑な工程が必要になる場合があり、数ヶ月で完成することは絶対にないでしょう。

金属 3D プリンター内でレーザービームが高速で点滅すると、機械内の平らな金属粉末の表面が火で焼かれたかのように見え、複雑な模様の跡が何層にも重なります。これらの模様が層ごとに積み重なると、機械から無から有へ、小さいものから大きいものへと、精密な 3D 部品が「成長」します。

家庭用プリンターに「インク」を追加する必要があるのと同じように、金属 3D プリンターが動作するときに最も重要な原材料は球状の金属粉末です。オーブンから取り出したばかりの金属粉末は粒子の大きさが様々で、そのまま使用することはできません。このため、エンジニアは大型の超音波振動スクリーンを使用して、対象粒子セグメント内の金属粉末を除去する必要もあります。材料面では、吉華実験室はチタンやバナジウムなどの活性金属、タングステンやモリブデンなどの耐火金属粉末の安定生産を実現できるプラズマ噴霧装置を独自に開発し、国内の関連技術のギャップを埋めています。

金属粉末が手に入ったら、プリンターにインクカートリッジを取り付けるのと同じように、必要な金属部品の製造を開始できます。設計された3次元デジタルモデルに従って、各層の粉末が選択的に溶解されます。レーザーがスキャンする場所では、金属粉末が全体に固まります。最終的には、層ごとに蓄積することで、粉末床に埋め込まれたコンポーネントの真の外観が現れます。

済華研究室新付加製造研究所の高超鋒博士は、従来の方法で部品を加工する場合、まずこれらの流路を加工し、その後対応する箇所で溶接する方法が必要になるため、溶接部分に小さな欠陥や気孔が現れる可能性があると紹介しました。しかし、3D プリントは統合プロセスであるため、溶接欠陥の可能性を完全に回避できます。現在、チームと業界全体が徐々に大型化と成形効率の向上へと進んでいます。

近年、Jihua Laboratory の新付加製造研究所は、特殊合金材料の新しい噴霧プロセス技術、カスタマイズされた装置の研究開発、印刷および後処理プロセス、製品の最適化設計と性能評価などの科学研究能力を徐々に獲得してきました。

済華実験室新付加製造研究所の畢雲傑副所長は、同研究所は業界で緊急に必要とされている製品や、品質の向上、性能の向上、コスト削減といった企業のニーズに的を絞り、工業生産の問題点を解決し、長期的な視点から、エンジンや航空宇宙分野の主要部品の開発など、特に設備分野における中国の新材料開発と未来技術を支援していくと述べた。

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