PyroGenesis が NexGen プラズマ噴霧粉末の米国特許を取得

2023年12月19日、Antarctic Bearは、カナダのPyroGenesis社のNexGenプラズマ微粒化粉末が米国特許商標庁（USPTO）から特許を取得したことを知りました（US 11839918）。 PyroGenesis は、温室効果ガスの排出を削減し、環境汚染物質に対処するための高度なプラズマプロセスと持続可能なソリューションを設計、開発、製造、商品化するハイテク企業です。

米国特許「1 本または 2 本のワイヤから高生産率で高純度の球状金属粉末を製造する方法および装置」は、積層造形用の金属粉末を製造する PyroGenesis の NexGen プラズマ噴霧技術について説明しています。この特許では、プラズマ原子化ステップに到達する前にワイヤ自体が充電される 2 ワイヤ同時供給アプローチなど、より高速で効率的な生産速度の可能性を生み出す NexGen システムの革新的な側面について具体的に説明しています。
△ PyroGenesis: 先進のプラズマ技術で業界を変える
「NexGenプロセスは従来のプラズマ噴霧法とは大きく異なります。NexGenの改良により、生産速度の向上だけでなく、粒子サイズ分布の狭さによる均一性と一貫性の向上、顧客の要件に合わせた粒子サイズ分布（PSD）のカスタマイズが可能になります」と、PyroGenesisのCTO兼チーフストラテジストでこの技術の共同発明者でもあるピエール・カラビン氏は語ります。「PyroGenesisにとって、これは単一のシステムと単一のプラズマトーチでより多くの粉末を生産できることを意味します。これは、当社の商品セキュリティと最適化のビジネス戦略に沿ったものです。お客様にとって、これは北米のサプライヤーから最も細かく、最も球形で最も密度の高い粉末を購入できることを意味します。また、より高い収量、承認された重要な鉱物の無駄の削減、エネルギー効率の向上を実現し、二酸化炭素排出量の削減とスコープ3排出目標の達成に役立ちます。」

従来のプラズマ噴霧法（プラズマトーチを介して中央に供給される単一のワイヤ、または中央に配置されたワイヤに向けられた 3 つのプラズマトーチを使用する）の主な欠点は、エネルギー効率が非常に悪いプロセスであるため、水噴霧法やガス噴霧法に比べて生産性が比較的低いことです。
この問題を解決するために、PyroGenesis Additive のNexGenシステムは、2 つの別々のワイヤスプール (チタンなど) を供給し、最初にワイヤを充電して、ワイヤを溶かすアークを発生させます。次に、プラズマトーチが超音速プラズマジェットを使用して、溶けたワイヤを粉末粒子に霧化します。これにより金属の霧化効率が向上し、生産量が大幅に増加します。
「プラズマ噴霧法は AM 粉末製造のゴールドスタンダードと考えられています。PyroGenesis はプロセスを発明しただけでなく、現在業界で広く使用されている名前も作りました」と PyroGenesis Additive の副社長である Massimo Dattilo 氏は述べています。「当社は継続的な改善に取り組んでいるため、市場に再参入することを決定したとき、当社の使命は「NexGen」と名付けた再設計されたシステムでプラズマ噴霧法を次のレベルに引き上げることでした。NexGen の米国特許の取得は、当社のアプローチの重要な検証であり、再参入の旅のもう 1 つの重要な側面です。」
△大規模な市場ニーズを満たす商用ソリューション同社は、同様の NexGen プラズマ噴霧プロセスについて、カナダおよびその他の世界各国で特許を申請中です。
ダッティロ氏は次のように付け加えた。「ネクスジェンの効率性が大幅に向上したことで、当社の生産工程の粒度分布が変わりました。つまり、ジェットボンディングや金属射出成形（MIM）に適した5μm～20μmの微粉末など、1回の稼働でより多くの微細粉末を生産できるようになったのです。当社は、レーザー溶融用途に提供できる微粉末に加え、MIMを重要な市場と見ています。特に家電部門の多くの企業が、軽量化と腐食低減のためにステンレス鋼からチタンへの切り替えを進めているからです。」
△汚染物質を排出する化石燃料バーナーを特許取得済みのクリーンなプラズマトーチソリューションに置き換え、数年にわたる研究開発を経て、同社は最近、完全な商業化を達成し、最初のバッチ商業注文でチタン金属粉末市場に参入しました。
「積層造形業界向けに最高品質の金属粉末を製造するために、PyroGenesis Additive は過去数年間、次世代のプラズマ噴霧技術の設計と準備に慎重かつ系統的なアプローチを採用してきました」と、PyroGenesis Canada Inc. の社長兼 CEO である P. Peter Pascali 氏は述べています。「当社の技術は完全に商品化され、米国特許も取得しました。積層造形業界のニーズを満たすために、ますます幅広い金属粉末を提供していくことで、将来に楽観的です。」

同社の高品質チタン金属粉末の開発は、世界中の重工業の主要な経済的推進力に沿った 3 層ソリューションエコシステムの一部です。金属粉末は、同社の商品セキュリティおよび最適化レイヤーの一部であり、使用可能な金属の回収と生産の最適化による生産量の増加により、原材料の使用を最大限に高め、重要な鉱物の入手可能性を向上させます。チタンは、カナダ政府や世界中の多くの政府によって重要な鉱物として認識されています。

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