接着剤噴射 3D プリンティングは復活を遂げつつあるか?

バインダージェット 3D 印刷技術は、1993 年に MIT によって開発されました。当時、卒業生の Jim Bredt 氏と Tim Anderson 氏がインクジェットプリンターのプログラムを改良し、制限された溶媒を粉末床に押し出す技術を開発し、3D 印刷という名前が生まれました。

しかし、プラスチック粉末を接着するこの技術はすぐに人気がなくなり、砂と金属を接着する技術に取って代わられました。IDTechEx は、2025 年までに 37,000 台の接着ジェット 3D 印刷技術デバイスが登場すると予測しています。接着ジェット技術は復活の兆しとなるでしょうか?市場で入手可能なバインダージェッティング 3D プリント技術の現状を見てみましょう。

接着剤噴射 3D 印刷技術の動作原理は、最初に粉末の層を敷き、次にノズルを使用して形成する必要がある領域に接着剤をスプレーし、材料粉末が結合して部品の断面を形成し、次に粉末の敷き詰め、スプレー、結合のプロセスを繰り返して層ごとに積み重ね、最終的な印刷部品を得ることです。

技術的な利点としては、成形速度が速く、サポート構造が不要で、他の技術では実現が難しいカラー印刷製品を出力できることが挙げられます。しかし、接着剤噴射3Dプリント技術にも欠点があります。第一に、粉末接合で直接製造された完成品の強度は高くなく、テストプロトタイプとしてしか使用できません。第二に、粉末接合の動作原理により、完成品の表面はSLAほど滑らかではなく、精細度も劣ります。そのため、十分な強度を持つ製品を製造するには、通常、一連の後続処理ステップが必要です。
3D Systems 社の Zcorp
Zcorp は液体バインダーを使用して硬化層を堆積する粉末技術を採用しており、その装置は低コストで市場に急速に普及しています。 2012年に3D Systemsに買収され、主にプロトタイピングに使用され、約6,000台が販売されました。

ベルリン工科大学の 3D ラボでは、研究機関やその他の公的機関、中小企業と協力して Zcorp の機器を使用しています。また、さまざまな博物館と協力して 3D プリントされたコピーを提供したり、教育目的で動物園に印刷サービスを提供したりしています。

アメリカンエクソン
ExOne は、産業グレードの 3D プリンターの製造会社で、主に航空宇宙、自動車、重機、エネルギーなどの分野にサービスを提供しています。その応用分野は、主に小ロットの高付加価値製造複合砂型です。 ExOne の機器は金属印刷にも使用されており、ExOne はコバルトクロム (Co-Cr) 合金、ニッケル合金 (IN Alloy 718)、鉄クロムアルミニウム合金、ステンレス鋼、タングステンカーバイド (WC) 材料などの金属粉末を提供しています。同社は2015年に、同社史上最大の3Dプリントシステム「Exerial」も発売する予定だ。 Exerial システムは、ラピッドプロトタイピングと少量生産向けの同社の現在のシステムを超える間接印刷技術を通じて、大量生産の工業化を可能にします。

Exoneの中国における代表的なユーザーは上海珠聯智能科技です。上海珠聯は米国Exoneの金属3Dプリント技術を導入し、顧客に複雑で特殊な構造部品の製造・加工サービスを提供することで、伝統企業の産業技術の向上を促進しています。

ヴォクセルジェット、ドイツ
Voxeljet は 1999 年にドイツで設立されました。同社はまた、MITからの非独占的特許ライセンスを通じて3Dインクジェットプリンターも製造している。 Voxeljet は 2013 年 10 月にニューヨーク証券取引所に上場しました。 Voxeljet マシンの販売台数は 2014 年の 19 台から 2015 年には 25 台に増加しました。その設備の費用は12万〜160万ユーロである。 Voxeljet の主な応用分野は航空宇宙産業ですが、鋳造所、自動車産業、アーティスト、建築家向けにも試作および製品開発サービスを提供しています。

Voxeljet の 3D プリンターは、主に化学バインダーとさまざまな材料粉末を混合して部品を印刷する方法を採用しています。フェノール直接接合法を使用すれば、砂材料での印刷に有利なだけでなく、セラミック鋳型の作成にも使用できます。

バインダー - 最も一般的なバインダーであり、高温金属材料の鋳造に適したフラン樹脂。
- フェノール樹脂は業界で人気がありますが、燃焼すると揮発性有機化合物を放出し、人体の内分泌系に影響を及ぼす可能性があります。ユーザーは鋳造時に保護対策を講じる必要があります。
ケイ酸塩 - 燃焼するとエタノールを形成するため環境に優しく、さまざまな用途での使用が拡大しています。Voxeljet と ExOne の両社がこの接着剤を提供しています。
アルキド - 研究用途のみ

出典: 3Dサイエンスバレー

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