6K AdditiveとZ3DLabが協力して高性能チタン粉末を製造

2023年7月6日、Antarctic Bearは、産業用3Dプリント材料メーカーの6K Additiveが、フランスの産業用金属3Dプリントの専門家であるZ3DLabとの提携を発表したことを知りました。このコラボレーションは、Z3DLab の高度な ZTi チタン合金シリーズの製造に重点を置きます。

6K Additive は、UniMelt テクノロジーを使用して ZTi 合金を処理し、付加製造用の球状高密度粉末を製造します。このプロセスは最大100%の収率を達成し、新素材生産の商業的実現可能性を向上させると言われている。この協力により、医療用インプラントや航空宇宙用途向けの新しい高度な3Dプリント材料の生産が促進されると伝えられている。
Z3DLab 社長の Madjid Djemai 博士は次のようにコメントしています。「当社の ZTM14N 材料は医療インプラント業界に特有であり、この分野には大きな成長のチャンスがあります。しかし、生産における噴霧プロセスでよくある歩留まり損失は許容できません。お客様に不必要なコストを転嫁することになります。6K Additive の UniMelt は、必要な高球形度粉末を高歩留まりで提供し、コスト効率よく材料を市場に投入できます。このパートナーシップは、6K Additive と Z3DLab だけでなく、当社がサービスを提供するお客様にも利益をもたらします。」Djemai 博士はまた、航空宇宙分野での ZTM14N 材料の将来的な応用にも期待しています。
△ Z3DLabのZTM14Nパウダーを使用して3DプリントされたDNA歯科インプラント。画像提供：6K Additive
6K AdditiveのUniMeltシステム
6K Additive の UniMelt システムは、マイクロ波プラズマプロセスを使用して、化学機械粉砕、旋削、リサイクル原料を工業グレードの金属 3D プリント粉末に変換します。 UniMelt の非常に均一で精密なプラズマゾーンは、汚染がなく、さまざまな付加製造材料を高収率で生産できます。
6K Additive のヨーロッパ営業部長である Francois Bonjour 氏は、次のようにコメントしています。「当社の UniMelt 生産規模の粉末製造プラットフォームは、マイクロ波プラズマエネルギー源と比類のない制御性により、事実上無制限の範囲の合金を処理できます。」
UniMelt プロセスの鍵となるのは、スクラップ、リサイクル粉末、または使用済み粉末を原料として使用できることです。これにより、従来の噴霧方法と比較して、原材料の抽出が不要になり、より高品質の最終粉末が生成されます。 Z3DLab の合金は最終的にこのように再処理することができ、高性能で価値の高い合金の循環型経済を実現します。
ボンジュール氏は次のように付け加えた。「持続可能性に取り組んでいる企業として、私たちは積層造形の未来は、より軽く、より強く、より長持ちする部品を作れる高性能合金にあると信じています。Z3DLabと6K Additiveのコラボレーションは、この革新的な材料を市場に投入し、その品質とコストモデルが商業的に成功することを保証することを目的としています。」
△ 3Dプリント材料製造施設におけるUniMeltシステム。 6Kからの写真
Z3DLabのZTi粉末シリーズ
Z3DLab ZTi パウダーシリーズには、Powder Bed Fusion (PBF) および Directed Energy Deposition (DED) 3D プリンター向けに最適化された材料が含まれています。この粉末には、Ti64に比べて延性、耐摩耗性、熱酸化特性が向上した特殊な配合が含まれていると言われています。
ZTi-Powder 材料ファミリーには、高強度、高延性と高疲労耐性、高摩擦耐性を兼ね備えた粉末 ZTP10、Ti64 とジルコニウムを組み合わせた PBF 粉末 ZTP20Z、メンテナンス、修理、運用 (MRO) 業界向けに設計された強化 Ti64 粉末 ZTP-DeD が含まれます。
さらに、ZTi-Med合金シリーズにはZTM14Nも含まれます。この生体適合性チタン三元合金は、最適な弾性を維持しながら、良好な強度と延性の比率を維持するように設計されています。
ZTM14N の弾性率は 38 GPa と特に低いです。これは人間の骨の弾性係数の範囲（約 5 ～ 30 GPa）と一致しており、ZTM14N は医療用インプラントの用途に特に適しています。実際、この合金から作られた医療用インプラントは、骨干渉接触 (BIC) 値が 95% で、他のチタン合金に比べて炎症性物質に対する耐性が 10 倍近くあります。
△Z3DLabのZTP10合金粉末のSEM画像。画像はZ3DLabから。
チタン合金 3D プリント<br /> チタン 3D プリントは、間違いなく商業用付加製造における成長分野です。
今月初め、モントリオールを拠点とする金属粉末製造およびプラズマトーチの専門企業であるPyroGenesisは、3Dプリント用のプラズマ噴霧チタン金属粉末5トン（5,000kg）の注文を受けたと発表した。顧客の身元は明らかにされていないが、米国の先端材料企業であることが確認されている。また、顧客は今後の粉末需要の増大を考慮し、一時的にチタン粉末6トン（6,000kg）を追加発注した。
PyroGenesis の副社長である Massimo Dattilo 氏は、これが同社にとって初の「トン単位」のアトマイズチタン粉末の商業注文であり、チタン粉末市場への本格的な参入を意味するものであると述べました。
また、米国のチタン合金開発企業IperionXは最近、フォードに100％リサイクルされた低炭素チタン合金を供給すると発表した。この合意はフォードの二酸化炭素排出量削減計画の一環であり、同社は2050年までにカーボンニュートラルになることを約束している。
IperionXのCEOであるTaso Arima氏は次のようにコメントしています。「フォードと協力し、世界の自動車市場向けに持続可能な循環型チタンサプライチェーンの展開を加速できることを光栄に思います。当社の低炭素チタン金属は、100%リサイクルチタンから独自に製造されており、重量が鋼鉄のほぼ半分の高強度チタン部品の使用を可能にすることで、自動車サプライチェーンを大幅に改善することができます。」

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