液体金属3DプリントがMITの2024年最も影響力のある研究トップ10に選出

液体金属3DプリントがMITの2024年最も影響力のある研究トップ10に選出
2025年1月2日、Antarctic Bearは、MIT Newsが最近、2024年に最も人気のある研究プロジェクトのトップ10を特別に選んだことを知りました。具体的には、液体金属3Dプリント、改ざん防止ラベル、未来の自分との対話、二酸化炭素を有用な製品に変換すること、生成AIデータベースツール、自己免疫性脱毛症の逆転、大規模言語モデルの内部メカニズムの探究、ノイズ低減シルク、運動が神経系に与える影響、生成AIの世界モデルの欠陥です。

(出典:MITニュース)
MITの研究者らは、液体金属を使用して迅速に印刷し、わずか数分でテーブルの脚や椅子のフレームなどの大型部品を製造できる積層製造技術を開発した。

彼らの技術は液体金属印刷(LMP)と呼ばれ、溶融アルミニウムを所定の経路に沿って小さなガラスビーズの層に堆積させ、それが急速に硬化して3D構造になるというものである。


今日の時代では、工業および建設業界ではカスタマイズされた大規模な金属構造物に対する要望がますます強くなり、効率とコストの面で従来の製造方法の欠点がますます明らかになっています。アーク積層造形などの既存の金属積層造形プロセスを例に挙げると、大型部品を作製できるものの、製造プロセスが遅く、構造上の欠陥が頻繁に発生するため、大規模な推進には大きな制限があります。迅速な出力と大規模な大量生産の緊急の必要性を考慮して、研究者は新しい技術的道を模索し、従来のプロセスにおける効率と精度のバランスをとるというジレンマを解決するために懸命に取り組んでいます。

MITの研究チームは、わずか数分でテーブルの脚や椅子のフレームなどの大きな金属物体を印刷できる、液体金属印刷(LMP)と呼ばれる革新的な付加製造技術の開発に成功しました。 LMP 技術の動作原理は、あらかじめ設定された軌道に従って、溶融アルミニウムをガラスビーズで作られたベースベッドに注ぐことです。溶融アルミニウムは急速に冷却されて固化し、安定した構造を構築することで、製造速度が大幅に向上します。関連する研究データによると、この技術の印刷速度は従来の製造方法に比べて 10 倍速く、消費エネルギーも少なくなります。

LMP 技術は解像度の面で若干の譲歩をしていますが、建築、建設、工業デザインなど多くの分野で大きな発展の見込みがあります。結局のところ、これらの分野の大型構造物には一般に超高解像度に対する厳しい要件がないため、この高効率製造モデルの方が適しています。それだけでなく、LMP 技術には、リサイクルされた金属を製造原材料として使用できるという優れた利点もあり、コストを大幅に削減し、環境への配慮を高めることができます。

実験中、研究チームは椅子やテーブル用のアルミフレームの印刷に成功しました。これらの部品は頑丈で耐久性があり、その後の機械加工もストレスフリーです。また、LMP 技術によって生成された低解像度の部品を他の素材と巧みに組み合わせて実用的な家具を作成する方法も実証しました。研究者たちは、直径100ミクロンのガラスビーズをプリントベッドに充填するという解決策を思いつきました。これにより、溶融金属の冷却中の安定性の問題が解決されました。同時に、数値モデルを使用して堆積プロセスを予測し、印刷の精度と信頼性を大幅に向上させました。

このような素晴らしい結果が得られたにもかかわらず、この技術には、ノズル加熱のバランスの改善や溶融金属の流量制御の強化など、まだ改善の余地があります。研究チームは、装置構造を最適化する計画を立て、リサイクルされたアルミニウムを溶かして複雑な部品を作成するための信頼性が高く強力なツールとしてLMP技術を開発することを目指しています。業界の権威ある専門家は、LMP 技術は迅速な生産と幾何学的構造の複雑さの実現との間で理想的なバランスを見つけており、将来的には金属製造業界に破壊的な変化の波を引き起こす可能性が高いとコメントしました。



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