常温電気化学積層造形技術は金属3Dプリント市場をさらに拡大できる

この投稿は Bingdunxiong によって 2024-1-26 11:33 に最後に編集されました

南極クマの紹介: 3D プリント技術は、設計の柔軟性、パフォーマンスの最適化、納期の短縮、持続可能な開発などの利点をもたらします。しかし、このテクノロジーが直面している最大の課題の 1 つは、大量のアプリケーションのニーズを満たすことができないことです。プラスチック 3D プリントは大量生産においてある程度の成功を収めていますが、金属 3D プリントの成功は限られています。

大規模な金属 3D プリントの拡大を阻む主な制約としては、高価で取り扱いが難しい粉末原料の使用、複雑で労働集約的な後処理、不十分な再現性、エネルギー集約的な熱処理プロセス、熟練したオペレーターを必要とする高価な設備などが挙げられます。これらの制約に対処するために、さまざまなソリューションが開発されてきましたが、すべての問題にうまく対処できたものはほとんどありません。

△ECAMは既存の技術を独自に組み合わせて、大規模な積層造形を実現します。マイクロ電極アレイプリントヘッドは、室温の水性原料から高品質の部品を確実に生産します。
常温金属3Dプリント技術

Antarctic Bear は、電気化学積層造形 (ECAM) が、熱処理なしで複雑で高密度の金属部品を製造できる常温金属 3D 印刷技術であることを知りました。

米国の新興企業 Fabric8Labs の電気化学積層造形法は、高解像度の金属積層造形の差別化技術として最近登場しました。他の 3D 印刷方法と比較して、電気化学的付加製造では粉末原料や熱処理は使用されません。代わりに、この技術は、溶解した金属イオンを含む室温の水ベースの原料を使用して原子レベルで構築されます。さらに、この材料は長期的かつ堅牢なサプライチェーンから供給されており、金属塩は広く入手可能で低コストです。

Fabric8Labs は次のように述べています。「電気化学的手法により、ミクロン単位の特徴解像度、複雑な内部特徴、高純度材料、および大規模な製造をサポートするための迅速な拡張性が実現します。当社は、従来の製造に代わる高度な製造サービスを提供することで、金属付加製造市場の拡大に取り組んでいます。」

△PCB、シリコン、既存の金属部品などの温度に敏感な基板に直接印刷できる超高解像度、高純度の部品。電気化学積層造形印刷プロセスは、レーザー粉末床溶融やバインダージェッティングなどの既存の金属積層造形プロセスよりも、ポリマーのステレオリソグラフィー (SLA) またはデジタル光処理 (DLA) 印刷プロセスに似ています。水ベースの電気化学添加剤製造原料は粘度が低く、室温のままであるため、標準的な配管アセンブリを通じて共通の原料プールから数百台のプリンターに供給することができ、原材料入力の管理が大幅に簡素化されます。

さらに、粉末の除去が困難または不可能な複雑で高解像度の液体冷却製品を製造する場合、粉末を含まない原料は大きな利点をもたらします。

△金属原料はリサイクル可能でエネルギー消費量が少ない。 ECAM は、代替の付加製造技術や従来の製造方法と比較して、温室効果ガスの排出量を 90% 以上削減できます。
電気化学的付加製造の潜在的応用

電気化学的付加製造の室温プロセスにより、銅板や銅箔、プリント回路基板 (PCB)、セラミック、シリコンなど、さまざまな基板に直接印刷できます。一般的な例としては、電気化学積層造形法を使用して、事前に機械加工された銅基板に高解像度の冷却機能を追加し、データセンターの冷却用の高度な液体冷却プレートを製造します。

その他の例としては、それぞれセラミック基板と PCB 基板を使用したパワーモジュールと高周波 RF デバイスが挙げられます。付加製造と従来の製造を組み合わせたこのハイブリッド製造アプローチでは、高価値で複雑な機能のみを 3D プリントすればよいため、テクノロジーのスケーラビリティが大幅に向上します。

電気化学付加製造の高容量スケーラビリティは多くのベンチャーキャピタル資金を引き付け、Fabric8Labs の総資本投資は 7,300 万米ドル (約 5 億 2,400 万人民元) を超えています。同社は最近完了したシリーズBの資金調達を利用して、カリフォルニア州サンディエゴにパイロット生産施設を建設した。

電気化学積層造形は、エレクトロニクスバリューチェーン全体のアプリケーションに最適です。この施設から出荷される初期製品には、液体冷却プレートなどの高性能熱管理デバイスや、アンテナやフィルターなどの高周波 RF コンポーネントが含まれます。この技術は、年間数百万個、あるいは数十億個の部品を生産する能力を備えており、広く使用される製造技術になる可能性があります。

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