アラブ首長国連邦は、従来のものに比べて印刷強度が33％向上した新しいタイプの3D印刷アルミニウム合金粉末「AMALLOY」を開発した。

2023年9月25日、Antarctic Bearは、UAEのテクノロジーイノベーション研究所（TII）が、積層造形に特化したAMALLOYと呼ばれる新しいアルミニウム合金粉末を開発したことを知りました。この材料は合金設計と性能最適化において大きな革新をもたらし、最近アブダビで開催された AMConclave カンファレンスで発表されました。
△印刷性評価のためにAMALLOYで印刷した部品。出典: TII
AMALLOY は、レーザービーム粉末床溶融結合 (PDF-LB) システムで使用するために設計された中東初の金属付加製造原料です。この低コストで高強度のアルミニウム合金は、優れた印刷性と性能を発揮します。
市販のAlSi10Mg合金と比較すると、AMALLOYは延性に影響を与えることなく強度が33%向上します。これにより、この新しい材料は、要求の厳しい用途に必要な軽量かつ高強度のコンポーネントに最適な候補となります。
△ AMALLOYの市販アルミ合金（高強度アルミ合金含む）のビッカース硬度値と比較。出典: TII
AMALLOY は、その独自の化学組成と固有の冶金化合物の特性により、非常に低い高温割れ感受性係数を示します。つまり、この材料は高温割れの問題が発生することなく、より高い強度を実現できます。
AMALLOY アルミニウム合金は、安定した共晶組織と高い飽和度を持ち、析出硬化と結晶粒微細化を組み合わせることで、より高い強度を実現できます。 TII の研究者はオックスフォード大学と共同で、原子プローブ断層撮影 (APT) 特性評価を使用して、AMALLOY アルミニウム合金の元の微細構造にナノ析出物が存在することを明らかにしました。これにより、合金の強度がさらに強化されます。
AMALLOY 合金は、優れた機械的特性に加え、300°C までテストされており、優れた熱安定性を示しているため、このグレードは高温環境での使用が可能です。
TII の積層造形担当ディレクター、ネスマ・アボルカイア博士は、次のように述べています。「当社は、優れた印刷特性を持つ高強度合金の開発に注力しています。これらの新素材を使用して、重要かつ高価値のアプリケーション向けの欠陥のない部品を製造する予定です。当社は、金属積層造形用のこれらの新素材を設計および製造するために、計算と実験を統合したモデルを採用しています。このフレームワークは、合金設計、実験検証、加速プロセス最適化によるインサイチュー合金化による積層造形、材料テスト、金属粉末の最適化、そして最後にデータベースの確立という 6 つの段階で構成されています。」
TII が確立した独自の材料開発モデルは AMALLOY の開発において大きな成功を収め、同氏は米国特許庁に同合金の特許を申請しました。

TII は、この方法を他の金属グループの新しい合金の開発や従来の製造プロセスに適用する予定です。 TII の積層造形材料の主任研究員であるフェデリコ・ボシオ博士は、次のように述べています。「当社の新しい金属 3D プリント材料は、世界中の金属粉末製造業者を対象としており、特許を取得した新しい合金組成を世界中の製造業者にライセンス供与することを検討しています。新しい Amalloy 合金は、航空宇宙分野のアンテナ、航空機ブラケット、ナノ衛星などの低密度部品や、トポロジー最適化エンジンブラケットなどの高強度部品の製造に適しています。」
印刷された状態では、AMALLOY は一連の優れた材料特性を備えています。これらの特性には、99.9% 以上の相対密度が含まれ、構造の完全性と強度を保証します。さらに、Clyne および Davis モデルに従って測定された高温亀裂感度 (HCS) 係数は 0.3 未満と最小限に抑えられており、製造プロセス中の弾力性が向上します。硬度に関して言えば、AMALLOY のビッカース硬度は 140 HV から 200 HV の範囲であり、これはその独自の化学式によって決定されます。この合金は、降伏強度が 200 ～ 350 MPa (化学組成によって決まる)、極限引張強度が 350 ～ 500 MPa と、優れた機械的特性も備えているため、幅広い用途に適しています。
AMALLOY 合金材料ファミリーは、TII の開発フレームワークに基づいてさらに開発され、高温用途に特化した高強度アルミニウム合金を生産します。この材料が完成すれば、航空宇宙、宇宙、石油・ガス、原子力エネルギーの分野で新たな用途が広がることになる。

アラブ首長国連邦は、従来のものに比べて印刷強度が33％向上した新しいタイプの3D印刷アルミニウム合金粉末「AMALLOY」を開発した。

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