バインダージェッティング3Dプリンティング：技術に終わりはなく、大量生産は止められない

南極熊の紹介：バインダージェット3Dプリント技術は、多くの業界専門家から、真に大量生産できる技術ルートであると考えられており、将来的には一般民生分野に参入し、大規模な社会製造業に応用され、数兆ドルの市場潜在力があります。では、世界の大手メーカーは現在何をしているのでしょうか?どの段階に達しましたか? 「積層造形バインダー噴射技術フォーラム」には、HP、Easy Manufacturing、Sandi Technology、Weijie、Desktop Metal、Digital Metal など多くのメーカーが集まりました。

2022 Formnext + PM South China展示会の延期を踏まえ、主催者は業界交流を促進し、高品質の技術コンテンツと最先端の業界開発動向を業界の専門家と迅速かつタイムリーに共有するために、12月20日にFormnext + PM South Chinaオンラインフォーラムオープンデーイベントを開催しました。積層造形および粉末冶金サミット、積層造形バインダージェッティングテクノロジーフォーラム、新エネルギー車両積層造形アプリケーションフォーラム、3Dプリンティングベンチャーキャピタルカンファレンスを含む4つのエキサイティングなフォーラムがオンライン開催に選ばれました。

積層造形バインダー噴射技術フォーラムでは、国内外の有名メーカー数社が、非常に詳細な情報共有と交流を行いました。このフォーラムは Antarctic Bear が主催しました。

HP趙華：HPメタルジェット次世代バインダー噴射技術のグローバル応用のレビューと展望
Yizhi Technology の Cai Daosheng: バインダージェッティング金属 3D プリント部品の性能と精度を高める重要な技術
サンディテクノロジーの趙昊氏：バインダージェット金属3Dプリントの産業応用
VJETの王澤立氏：インクジェット3Dプリント材料の開発と量産
Höganäs の Zhao Xiaogen: 大量生産のためのバインダージェッティング金属 3D プリント
DeyiweiのLiang Wei氏：バインダージェット金属3Dプリントのバッチアプリケーション

上記のゲストが共有したPPTとスピーチビデオは、南極熊3DプリントWeChatビデオアカウントにアップロードされています。役立つコンテンツがたくさんあるので、読者はぜひ視聴することをお勧めします。

円卓フォーラムでは、ゲストの間で素晴らしい意見交換が行われ、非常に洞察に富んだ意見が議論されました。

バインダージェット3Dプリント技術の2つの大きな課題：グリーン強度と収縮変形制御

バインダージェッティング 3D プリント技術は大量生産向けに設計されています。しかし、この技術自体の 2 つの大きな問題点が大量生産プロセスに大きな課題をもたらしています。 1 つは、印刷後のブランクが比較的壊れやすく、自動化に接続するときにブランクが損傷しやすいことです。もう 1 つは、部品の収縮と変形を制御することが課題です。

グリーンパーツの強度はその後の自動化をサポートできますか?バインダーの最も初期の選択は、次の 2 つの特性に基づいていました。
①結合力が十分に強い
② 後の焼結工程で残留物が多すぎないようにする。

実際、HP 自体が多くの接着剤を開発しているのと同様に、グリーンパーツの強度はガス注入、機械的撹拌、振動などの粉末洗浄操作をサポートするのに十分であり、ロボットのクランプによって跡や損失が残ることはありません。部品の形状については、特別に小さくない限り、電流強度は概ね十分ですが、非常に小さい場合は手動操作が必要となります。一部のデスクトップメタル部品のグリーン強度は最大 5 MPa です。

焼結プロセス中の収縮を制御することは、3D プリントにとって問題です。しかし、金属射出成形（MIM）分野は10年以上にわたって発展しており、中国には400社以上の関連メーカーがあり、生産能力は世界の55％を占めています。特に、家電分野では、毎年数千億元相当の部品が工業化されています。そのため、どのような経験とソフトウェアの補償を使用しても、解決するには十分な知識が必要です。

しかし、シミュレーションソフトに頼るだけでは、収縮率のコントロールを100％実現することはできません。金属粉末原料や印刷サポートなどの形態についても研究が必要です。

バインダージェット 3D プリンティングの技術的な問題が解決されたら、産業用途はどうなるでしょうか?

質問: バインダージェッティング金属 3D 印刷技術におけるグリーン強度と焼結収縮の現在の問題がすべて解決された場合、業界の将来はどのようになるでしょうか?

会議のゲストの意見は非常に興味深いものでした。

①「技術的には、この分野の問題には終わりがありません。例えば、高強度バインダー材料システムと金属材料との専門的なマッチング、そして金属粉末材料自体には技術的な終わりがありません。業界では、せいぜい3Dプリンター設備を比較的安定して成熟させることができますが、性能の向上と充実にはまだまだ道のりが長く、これからも模索していきます。」
応用シナリオを想像します。3D 印刷技術が CNC 減算材料、射出成形、およびその他の材料とともに製造業のシェアを共有する場合、バインダージェット 3D 印刷技術のパスが必要になります。 SLM レーザー焼結などの低速で高コストの技術とは異なり、バインダージェッティング技術は高速で低コストであり、実際に大規模に適用できます。
将来的には、3～5人でバインダージェット方式の3Dプリント工場を建設し、部品を大量生産できるようになります。
”

②「3Dプリント技術はそれぞれ応用シナリオが異なります。バインダージェット3Dプリント技術は、民生分野で大規模に応用され、社会生産に普及する可能性が最も高い技術です。」

③「総合的な製造コストの面では、バインダージェット3Dプリント技術は必ずしも従来の製造よりも低いわけではなく、生産能力はまだ比較的小さいかもしれません。しかし、処理時間を節約したり、部品の組み立てエラーを減らしたり、炭素排出の観点から見ると、エネルギー消費と炭素排出量を削減したりできます。現時点では、一定数の製品がこの技術に移行するでしょう。」

④ 理想的な状態では、ベルトコンベアの生産ラインに複数の 3D プリンターが並んでおり、各段階が完璧に調整されています。印刷されたグリーンパーツは自動的に炉に入り、焼結され、最終的にベルトコンベアから直接製品が出てきます。

⑤この技術は、パーソナライズされたカスタマイズと大規模生産を実現できるプロセスパスであることが明らかです。

⑥3Dプリントは単なるツールであり、すべての病気を治すことはできません。その応用には、一般的に製品の開発と使用、全体的な生産の高効率、および効率を重視した大量生産アプリケーションという2つのロジックがあります。 ⑦ 実際、バインダージェッティングのコストは金属射出成形（MIM）よりも低いですが、速度と表面品質は若干劣り、特に速度が劣ります。

△ビデオ：WeChatでQRコードをスキャンして、積層造形バインダー噴射技術フォーラムを視聴してください。