新しい鋳造、鍛造、フライス加工プロセスが金属3Dプリントの最先端技術を突破

この投稿は、Little Soft Bear によって 2016-12-15 16:52 に最後に編集されました。

報道によると、2016年11月下旬、陝西省宝鶏市のチタンおよびチタン合金産業作業グループは、宝鶏市チタン産業協会のいくつかの重点企業を組織し、家庭生活やその他の応用分野におけるチタンの推進と利用に関する研究を行ったという。研究チームは、3Dプリント技術の国家重点科学研究機関である武漢華中科技大学の「創造形状と品質並行製造研究センター」の研究チームを訪問し、同校の3Dプリント科学研究グループのリーダーである張海欧氏とそのチームと議論や交流を行った。

アンタークティックベアは、チームが3Dプリント金属部品の高コスト、金属構造の樹枝状/柱状結晶構造、従来の鍛造製品に追いつけない製品性能などの欠点について、約10年をかけて研究を行ってきたことを知りました。当社は、金属粉末積層とレーザー溶融積層造形という従来の3Dプリント製造方法を変革し、金属線材の「アーク溶融積層造形＋半固体急速鍛造＋フライス加工」を融合した「新しい鋳造・鍛造・フライス加工3Dプリント技術」の開発に成功しました。

このプロセスで処理された金属部品は等軸結晶構造を得ることができ、これにより性能が大幅に向上し、高強度と高靭性を実現できない 3D プリント金属部品の欠点を克服します。実験で製造された TC4 試験片は室温で引張特性をテストされ、破断時の伸びは 14%、衝撃靭性値は 59 でした。引張強度、降伏強度、伸び、衝撃靭性は、従来の鍛造品の値をそれぞれ 6.9%、6.8%、40%、59% 上回りました。この技術は、アーク溶解金属線を使用して、従来の鍛造製品と同等以上の品質の金属製品を製造します。3Dプリントでは鍛造構造が得られないというボトルネックを打破し、大型鍛造品は巨大な鍛造機、長いプロセス、長いサイクル、高エネルギー消費、高消耗品に頼らなければならないという従来の製造モデルを変えます。鋳造、鍛造、フライス加工、オンライン検査の全工程をデジタルプロセスインテリジェント制御する新時代を実現します。全工程で製造される部品のコストは、従来の3Dプリント技術と比較して大幅に削減されます。そのうち、使用される原材料は従来の製品であり、コストも3Dプリント専用粉末に比べて大幅に低いため、3Dプリントプロセス技術の推進と使用に質的な飛躍をもたらし、3D付加製造技術の実用化に新たな世界を切り開くことになる。今ではその技術レベルは日本を上回っていると報じられています。 2016年9月14日にはCCTVの「モーニングニュース」でも報道された。

現在、研究チームが設計・製造した「鋳造、鍛造、フライス加工」一体型マシンが数台稼働しており、印刷・製造した高速鉄道分岐器フォーク用ベイナイト鋼フォークが納入され、「鉄道分岐器ベイナイト鋼無添加剤成形一体型マシン」も生産に向けて最終調整が行われている。航空用大型荷重支持多機能複合材料部品、方向、直径、厚さが変化する中空ステンレススパイラルチューブ、航空エンジン用チタン合金部品の複合製造、新しい建築鉄骨構造の複雑な多節点（11節点）ジョイントの印刷生産を実現しました。

この統合鋳造、鍛造、フライス加工（増分/均等/縮小）技術は、1 つの装置による鍛造品の環境に優しくインテリジェントな製造の新しい歴史を切り開くものと期待されています。これは製造業のトップレベルの変革であるため、設計、材料、プロセス、テスト、制御、設備など一連の製造要素に変化をもたらし、中国の特色ある短工程、グリーン、インテリジェント製造の新しい技術グループと産業グループを形成し、西側製造が優勢な現状を変え、我が国の軍民企業の変革を促進するものであり、大きな意義がある。

この科学研究成果は極めて実用的です。このプロセス技術は、複数の業界での3Dプリントの使用を促進し、これまでの3Dプリントプロセス技術の球状金属粉末に対する需要を変えるでしょう。 3Dプリント用の金属球状粉末は製造が非常に難しく、コストも極めて高いため、球状チタン粉末1kgの価格は約2,000元となり、球状粉末3Dプリントによる製品の販売促進に大きな制約が生じています。研究チームは、3Dプリント用球状粉末の研究開発と生産に投資するより多くの企業がこの新しいプロセスを認識し、将来3Dプリントに使用される金属原料が球状粉末に限定されないことを認識し、タイムリーに考え方を調整し、自社の長期的な発展を計画する必要があると考えています。

出典：中国非鉄金属ネットワーク
さらに読む:
200万元の炉がここにあり、金属3Dプリント材料粉末（チタン合金など）を製造しています。北京航空航天大学の方向性成長柱状結晶と単結晶チタン合金の分野での3Dプリント技術

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