科学研究開発用に設計された西安智栄は、新しい溶融電子ビーム金属積層造形システムZCompleX1を発売しました。

はじめに:近年、航空宇宙、機械製造などの業界で金属付加製造技術の応用が拡大しており、付加製造装置、プロセス、制御は主要な大学や研究機関で研究されているホットなトピックの 1 つとなっています。溶融電子ビーム金属付加技術は、大型金属構造物の製造における重要な技術ルートであるが、設備コストが高く、設備所有率が低いため、国内外でこの分野の研究に従事する学者は比較的少なく、対応する研究成果も比較的乏しい。これはまさに、フィラメント印刷の急速凝固メカニズム、粒成長、溶融池の非平衡プロセス、欠陥とその形成プロセス、溶融池の形態制御、添加剤プロセスと性能の関係など、研究者が大きな成果を上げることができる分野です。また、オプションでマルチワイヤ給電機能も搭載できるため、FGM材料や金属複合材料の開発・作製・成形に関する研究も行えます。

科学研究分野における溶融電子ビーム金属線積層装置の高コストという顕著な問題をできるだけ早く解決するために、2023年6月26日、南極熊は、国内大手の溶融電子ビーム金属積層システムメーカーである西安智栄金属印刷システム株式会社（以下、西安智栄）が国内の多数の大学や研究機関を訪問し、広く聴取、収集、まとめ、設備に対する要件と期待を収集し、多くの技術デモンストレーションと複数回の最適化と設計ソリューションの反復を経て、大学や研究機関のユーザー向けに新世代のZCompleX1溶融電子ビーム金属積層製造システム（以下、新X1システム）を正式に発売したことを知りました。

△ 西安智栄の新世代ZCompleX1溶融電子ビーム金属積層造形システムは、従来のシステムと比較して、大学や科学研究機関のユーザーの日常的な科学研究や教育業務における使用習慣と要件を重点的に改善しました。主なハイライトは次のとおりです。

設置面積が70%削減され、重量が軽く、現場適応性が強い

従来のシステムは、工業生産の観点から成形の複雑さと成形スペースの大きさを考慮していましたが、これによりシステム全体が大きくなり、重くなり、設置場所に対する要件も高くなりました。通常、ユーザーはシステムを 1 階または地下にしか設置できず、技術の推進と応用が目に見えない形で制限されていました。科学研究ユーザーは、日常の科学研究や実験作業において、主に小さなテストブロックや単純な形状の部品を印刷します。システムの成形の複雑さや成形スペースに対する要求は高くないことが多いですが、システムの設置場所にはさまざまな制限があります。

この問題を解決するために、西安智栄はコンパクトなフレーム構造を採用して容積と重量を大幅に削減し、新システムの設置面積を18㎡から5㎡に、総重量を約1トンに減らすことに成功しました。新システムの設置と運用は、基本的に敷地の耐荷重能力と面積によって制限されなくなり、設置と運用場所の制限の問題を基本的に解決しました。

△西安智栄の新世代ZCompleX1溶融電子ビーム金属積層造形システム - 設備フットプリント図
購入コストと使用コストが低く、メンテナンスが簡単

サイズと重量が大幅に削減されたため、新しい X1 システムの価格も大幅に下がり、購入および使用コストはほとんどの大学や研究機関のユーザーにとって手頃な範囲になりました。さらに、システムは真空環境で形成されるため、通常の電力消費以外に保護ガスを消費する必要がなく、使用コストがさらに削減されます。成形工程で使用する金属線は、粉末材料に比べて製造・購入コストがはるかに低く、保管も容易です。引火性や爆発の危険性も潜んでおらず、コストや安全性を気にすることなく安心して操作できます。

△電子ビーム溶融ワイヤ添加剤に使用される金属ワイヤの保守性に関して、新しいX1システムは、シンプルで頑丈な構造、日常の操作が速く、メンテナンスが容易な統合設計を採用しています。各サブシステムには、西安智栄が長年開発、使用してきた国内外の有名サプライヤーの成熟した既製品が使用されており、十分な信頼性と安定性が確保されています。

△現在対応している主な金属材料
低い動作音と高い操作性

電子ビーム溶融ワイヤ添加剤システムの作動騒音は主にポンプ群から発生します。元のシステムは、ユーザーの生産工場やオフィスや居住エリアから離れた場所に設置されることがよくあります。大容量の真空チャンバーには、高出力ですが、サイズが大きく重い機械式ポンプ群も必要で、作動騒音も大きいため、操作者にとってあまり快適ではない騒音問題は優先事項ではありません。

新しい X1 システムは、基本的にユーザーが日常的に作業や勉強を行う実験室や教室に設置され、運用されます。このような場所は、人数が多く、密度が高く、滞在時間が長く、他の教育エリアやオフィスエリアに近いため、機械式ポンプグループの動作によって発生する大量の騒音に対する許容度が大幅に低下します。そのため、西安智栄は複数回のデモンストレーションと計算検証を実施し、小型で静かなポンプグループに大胆に切り替え、ユーザーエクスペリエンスに直接影響する騒音問題を完全に解決しました。

海外の制限を受けない国産CNCシステム

溶融電子ビーム積層造形システムは、長期間安定して動作する必要があるという特性上、搭載されている CNC システムの動作安定性と成熟度に高い要求が課せられます。そのため、これまでは動作安定性を確保するために、量産モデルの輸入 CNC システムを使用してきました。しかし、輸入システムはコストが高く、納期が長く、過酷な状況下では供給が中断されるリスクもあります。近年、国産CNCシステムは設置容量、動作安定性、機能拡張スペースなどの面で大きな進歩を遂げ、海外の同様のシステムとの差は大幅に縮まり、電子ビームヒューズ添加システムの要件を完全に満たし、低コストで安定して制御可能な供給を実現しています。そのため、西安智栄は新型X1システムに国産CNCシステムを標準装備し、外国による規制のリスクを排除するだけでなく、価格を下げて使用の敷居を下げることにも成功しました。

△西安智栄の新世代ZCompleX1溶融電子ビーム金属積層製造システム - 国産CNCシステムディスプレイユニットと操作パネル科学技術は主要な生産力であり、先進的で信頼性の高い技術、安全で便利な使用、低コストを備えた科学研究および実験設備は、科学研究レベルの向上と技術進歩の促進の促進要因と乗数要因の1つです。

西安智栄の担当者は次のように語った。「今回、西安智栄が発表した新型X1システムは、価格が手頃で、操作環境が使いやすく、セキュリティも最高レベル。さらに、販売前から販売後まで、西安智栄の技術チームによる行き届いたサービスも提供している。国内外の主要大学の教員や学生、科学研究機関の専門家や学者が、明るい展望と広大な空間を持つ電子ビーム溶融金属付加技術のブルーオーシャンで、自らの才能を十分に発揮し、実現するのに役立つだろう。国内外の大学の教員や学生、科学研究機関の専門家や学者の皆様、ぜひご相談ください！」

詳細については、西安智栄の公式ウェブサイトをご覧ください：www.dmams.com

△QRコードをスキャンして西安智栄の製品情報をダウンロードしてください

科学研究開発用に設計された西安智栄は、新しい溶融電子ビーム金属積層造形システムZCompleX1を発売しました。

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