金属粉末ベッド融合 3D プリントがなぜ人気があるのでしょうか?

金属粉末ベッドフュージョン (MPBF) は、高出力のエネルギー源を使用して金属粉末粒子を融合し、複雑な形状にする 3D 印刷技術です。 MPBF は、人気の金属 3D 印刷技術で、主に電子ビーム粉末ベッド溶融結合法 (E-PBF) とレーザー粉末ベッド溶融結合法 (LPBF) の 2 つの形式に分けられ、主な違いはエネルギーの種類です。

電子ビーム粉末床溶融結合法 電子ビーム粉末床溶融結合法 (E-PBF) は、高温材料との互換性、部品の応力の低さ、サポートが不要なことから、金属 3D プリントの分野で人気が高まっています。しかし、真空チャンバーにより複雑さが増し、導電性の高融点金属にのみ適用範囲が制限されます。 E-PBF は特定の材料ファミリーに限定されていますが、サポートなしで複雑な内部形状を印刷できるため、医療用インプラントや複雑な航空宇宙部品に最適です。ストレスのない部品、高温耐性、サポート不要の印刷といった利点のユニークな組み合わせにより、エンジニアは設計の限界を押し広げ、要求の厳しい業界で画期的なアプリケーションを実現できます。

レーザー粉末床融合法 レーザー粉末ベッドフュージョン (LPBF) は、高出力レーザーを使用して、微細な金属粉末のベッドから複雑な金属部品を細かく焼結します。電子ビーム核融合とは異なり、LPBF は空気または不活性ガス中で機能するため、使いやすく、コスト効率も高くなります。多様な素材を選べるため、貴金属を含む幅広い金属に対応します。複雑な形状にはサポート構造が必要になることがよくありますが、LPBF の層ごとの精度は、複雑な宝飾品や歯科部品から航空宇宙構造に至るまで、軽量で高精度なコンポーネントの製造に優れています。 LPBF は、複雑な詳細と多様な材料を必要とする幅広いアプリケーションに足場を築いています。

部品に MPBF を選択する理由は多数ありますが、最も一般的な利点は次のとおりです。

●高精度と高解像度: MPBF は非常に高精度と高解像度の部品を製造できるため、正確な寸法と許容差が求められるアプリケーションに最適です。

●幅広い材料：この技術は、鋼、アルミニウム、チタン、金、銀、ニッケル合金など、さまざまな金属材料の印刷にも使用できます。

●複雑な形状: MPBF は、従来の製造方法では製造が困難または不可能な複雑な形状の部品を印刷できます。

● 材料廃棄物の削減: MPBF は従来の技術よりも材料廃棄物が少なく、より持続可能になります。

MPBF は、従来の製造方法では製造が困難または不可能な複雑な形状の部品の製造に最適です。これには、内部チャネル、メッシュ、その他の複雑な機能を備えたパーツが含まれます。

MPBF を使用すると、部品を当日に生産できるため、企業はリードタイムを短縮し、部品に必要な量の材料のみを使用して製品をより早く市場に投入できるようになります。残った粉末の多くは将来の印刷で再利用できるため、廃棄物が削減されるだけでなく、一般的な生産中に購入する材料の量も削減されます。

MPBFと他の金属3Dプリント技術の比較
MPBF は、ワイヤ押し出し、バインダージェッティング、指向性エネルギー堆積 (DED) とともに、3 つの主要な金属 3D 印刷技術の 1 つであり、それぞれに長所と短所があります。

金属ヒューズ製造 金属溶融フィラメント造形法 (MFFF) は、人気が高まっている比較的新しい金属 3D 印刷技術です。この技術は、加熱されたノズルから金属線を押し出してグリーン状態の部品を形成するもので、その後、完全な密度に達する前に炉で洗浄および焼結する必要があります。 MFFF は MPBF よりも安価ですが、同じ精度、解像度、速度の部品を製造することはできません。これは金属部品を高速かつ低コストで製造する方法です。

△金属ヒューズの製造工程

バインダージェッティング バインダージェッティング (BJ) は原理的には MFFF に似ており、さらに焼結が必要なグリーン部品の製造が必要です。この技術では、インクジェットプリントヘッドを使用して、金属粉末の層にバインダーを堆積します。部品が印刷された後、炉で焼結され、粉末粒子が融合されます。 BJ は MPBF よりも安価ですが、同じ強度、耐久性、および形状の複雑さを備えた部品を製造することはできません。

△ HPのバインダージェッティング技術

指向性エネルギー堆積法 指向性エネルギー堆積法 (DED) では、高出力レーザーまたは電子ビームを使用して金属粉末を溶かし、溶融金属をビルドプラットフォーム上に堆積させて部品を作成します。 DED は、あらゆる金属 AM 技術の中で最も複雑な形状を生成できず、最も遅く、最も高価です。通常、DED を使用して製造された製品はネットシェイプに近似しているため、これらのコンポーネントには大規模な後処理が必要です。

結論は
MPBF は、他の技術に比べて多くの利点を備えた、多用途で強力な金属 3D 印刷技術です。 MPBF は、複雑な形状の高品質部品の製造、リードタイムとコストの削減、持続可能性の向上に最適です。

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