EOS、高性能アルミニウムおよび銅部品用の 1kW レーザー 4 基を搭載した新型 3D プリンターを発売

2023年11月24日、Antarctic Bearは、ミュンヘンに拠点を置く3DプリンターメーカーのEOSがFormnext 2023で新型M 300-4 1kW金属3Dプリンターを発表したことを知りました。

△Formnext 2023で発表された新型EOS M 300-4 1kW
強化されたレーザーは、3D プリントされたアルミニウムおよび銅アプリケーションの生産需要を満たすために追加されました。新しいシステムは、ブラケット、サポート構造、アンテナ、熱交換器、インダクタ、電気自動車部品など、高性能のアルミニウムおよび銅部品の製造に最適化されています。

M 300-4 はすでに航空、医療、エネルギー分野の顧客を獲得していますが、この新しい 1kW レーザーモデルにより、モビリティおよび輸送分野で新たな用途が開拓されることが期待されています。

「EOS M 300-4は、当社の顧客にとって生産性の高い積層造形のための信頼性の高いマシンであることがすでに実証されていますが、銅などの難しい材料や生産性の高いプロセスに対する市場の需要の高まりに応える必要があります」と、EOSの金属システム部門責任者であるセバスチャン・ベッカー氏は述べています。

△最初の製品であるEOS M 300-4は、2018年の国際製造技術ショー（IMTS）で発表され、M 290の大幅なアップグレードです。
部品あたりのコストを最適化し、ダウンタイムを削減

新しい M 300-4 1kW の心臓部は、4 つのレーザーの出力を 400W から 1kW に増加させるアップグレードされた光エンジンにあります。ベッカー氏は、このアップグレードはダイカスト分野、特にアルミニウムの用途拡大に対応することを目的としていると述べた。

「現在私たちが直面している課題は、主にアルミニウムの応用、特に航空宇宙および自動車分野にあります」とベッカー氏は説明します。「そのため、アルミニウム部品に本当に魅力的なコストを提供できるソリューションを見つけることが私たちにとって非常に重要でした。」

実際、ベッカー氏によれば、M 300-4 の 1kW という高い生産性により、金属 3D プリントにとってコスト効率の高い選択肢となることが保証されます。この装置は、30 ～ 35 時間でジョブ全体を 3D プリントできます。これにより、運用コスト、機械の減価償却費、ガスなどの消耗品を含めた部品あたりのコストを削減できます。

ベッカー氏によると、M 300-4 1kWの各部品のコストは1立方センチメートルあたりわずか50セント（約3.5元）だという。

△EOSメタルシステムズの責任者セバスティアブ・ベッカーがFormnext 2023で新型M 300-4 1kWを発表
ベッカー氏はまた、EOS の最新の金属 3D プリンターでは、特に造形作業においてはダウンタイムの短縮が重要であると強調しました。「ビルドが完了したら、それを取り出して、新しいものを入手したいでしょう。」このプロセスを最適化するために、EOS はデュアルセットアップステーションを提供しています。

自動化システムメーカーの Grenzebach と共同で開発されたこのステーションは、M 300-4 および M 400-4 システムで使用でき、3D プリント交換プロセスを自動化します。通常は 3D プリンターのダウンタイム中に実行されるビルドジョブの開梱や残留粉末の除去などのプロセス手順は、3D プリントと並行して完了できます。

造形物は加工室から駐車場に運ばれ、冷却されます。これが起こると、2 番目の交換可能なフレームがプロセスチャンバー内に移動し、次のジョブが自動的に開始されます。これにより、ユーザーはレーザー間の時間（ジョブの終了からジョブの開始までの時間）を 30 分に短縮でき、ダウンタイムを大幅に削減できます。

このレベルの自動化には生産性の課題がないわけではありません。この問題を解決する鍵となるのは、EOS 独自のプロセス制御ソフトウェアである Smart Fusion です。プラットフォームは、粉末床によって吸収されるレーザーエネルギーを測定し、過熱が通常発生する温度を下げるために自動的に調整します。

「スマートフュージョンは過熱を検知し、溶融プール自体の温度を制御することで対応できます」とベッカー氏は言う。「こうすることで、サポート構造を削減できます」。実際、ベッカー氏は、スマートフュージョンはサポート構造を最大 95% 削減し、サポートフリーの金属 3D プリントを可能にして、材料の使用量を減らし、後処理時間を短縮できると主張している。

△ EOS M 300-4 1kWでは、EOS銅CuCPコールドクルーシブル部品は3Dプリント技術を使用して製造されています
成長を続ける金属3Dプリント業界に参入しましょう

EOS 社は、より少ないレーザーでコスト効率を達成することに重点を置いていることが、金属積層造形分野の多くの競合他社との差別化につながっていると述べている。

ベッカー氏は、金属 3D プリントの分野には現在 2 つの明らかな傾向があると強調しました。業界は、より大きなコンポーネント、またはより手頃な価格のコンポーネントへと移行しています。

一方で、同社は新たな市場やアプリケーションをサポートするために、400 x 400 x 400 mm を超えるより大きな造形ボリュームを提供することに注力しています。したがって、ビルドボリュームが大きいほど、望ましい生産速度を達成するためにより多くのレーザーが必要になります。

その結果、過去 1 年間で「レーザー戦争」が勃発し、メーカーはより高価な金属 3D プリンターにますます多くのレーザーを統合するようになりました。例えば先月、中国の3Dプリンターメーカーであるブライトレーザーテクノロジーズは、20個のレーザーを搭載したBLT-S800を発売したが、中国企業Eplus3Dの新しいEP-M1550は、最大25個のレーザーを統合できる。 Nikon、SLM Solutions、Velo3Dなどの西洋企業もこのトレンドを推進しています。

CONTEXTの2023年第2四半期の市場情報レポートによると、これらの企業は、3Dプリンターの売上が減少しているにもかかわらず、収益の成長を確保するために、より高価なマルチレーザー3Dプリンターを製造しています。その結果、2023年上半期の欧米サプライヤーからの粉末床溶融結合装置の出荷量は前年比5％減少したが、収益は21％増加した。

△EOS M 300-4 1kW の EOS アルミニウム AISi10Mg 3D プリント空冷シリンダーヘッドしかし、EOS の主な焦点は、約 800 万ドル相当のレーザー 20 個を搭載したマシンの開発ではありませんでした。むしろ、ダイカスト用途向けの手頃な代替品を提供することに重点が置かれています。これは、ベッカー氏が強調する 2 番目の主張と一致しており、部品あたりのコストを改善することで新しい市場が生まれ、ビジネスケースが改善されます。ベッカー氏によると、「レーザーを 20 個追加しても、部品あたりのコストは改善されません。それは単純に不可能です。」

EOS の新しい M 300-4 1kW は、部品あたりのコストを最適化するという同社の戦略的重点に明らかに適合していますが、同社の子会社である AMCM は、大量生産に対する需要の高まりを活用しています。このドイツ企業は最近、最新の金属レーザービーム粉末床溶融結合（PBF-LB）3DプリンターであるAMCM M 8Kを発売しました。

新しい 3D プリンターには 8 つの 1kW レーザーが搭載されており、造形体積は 800 x 800 x 1200 mm です。 M 8Kの開発は、欧州宇宙機関（ESA）のプロジェクトである航空宇宙企業アリアングループのアリアン6プログラムを支援するための政府補助金によって支援された。

「AMCMは大きなことを成し遂げています」とベッカー氏は強調した。「部品1個あたりのコストを削減するために、より魅力的なアプローチを採用しています。」

AMCM M 8Kで3Dプリントされた大型航空宇宙部品
M 300-4 1kWの技術仕様

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