金属バインダージェッティング 3D プリントは何に使用されますか?

この投稿は Bingdunxiong によって 2022-12-9 21:40 に最後に編集されました

2022 年 12 月 9 日、Antarctic Bear は、Desktop Metal の中西部地域テクニカルマネージャーである Michael Block 氏が、金属バインダージェッティング 3D プリントに関する見解を共有したことを知りました。

△3Dプリント工程例
マイケルは、約 15 年間にわたり積層造形分野で働いており、業界をリードする企業でさまざまな役職を歴任し、自身の新興企業を経営して、さまざまな顧客にカスタマイズされた生産自動化技術、部品、コンサルティングサービスを提供しています。同時に、彼自身もポリマーと金属の 3D プリント技術に関して豊富な経験を持っています。彼は、3D プリント技術が生産の限界を押し広げ、メーカーがより迅速かつ革新的な方法で市場に参入するのに役立つと考えています。

Desktop Metal の地域技術マネージャーとして、私が受け取る部品ファイルの 90 ～ 95 パーセントは、別の製造プロセス用に設計および検証されています。あらゆる企業が、部品を製造するためのより良い代替手段を模索しています。その理由は、極端に長いリードタイム（最長は 42 週間と聞いた）などのサプライチェーンの問題が原因となることもあります。

△デスクトップメタルのショップシステム3Dプリントシステム世界的なサプライチェーンの混乱の影響は今でも残っていると思いますが、時間をかけて金属バインダージェッティング技術の利点を理解し、学んでみれば、その影響は計り知れません。より大量の部品生産を推進している 3D プリンター OEM は、実際の製造に対する考え方を変える必要があると思います。 3D プリント設計から認定まで、関連する多くのワークフローを再考する必要があります。

問題は、この技術を主流の生産ソリューションにしたいと考えている 3D プリント企業が、この技術に関心を持つメーカーとの関係を深めるためのブランディング、カスタム製造、自動化されたパートナーシップ、マーケティング、メッセージングといった面で成果を出せていないことです。

金属バインダージェット機能
サイズ:この段階では、金属バインダージェッティングは、焼結プロセス中の収縮を補正した後、約 1 インチ x 1 インチ x 1 インチから 6 インチ x 6 インチ x 6 インチまでの小型から中型の部品の 3D プリントに適しています。これは、現在金属粉末を結合するために使用されている液体バインダーでは、粉末を除去した後、焼結プロセス直前のグリーン強度が最適ではないためです。これにより、接着剤が改良されて強度が向上するまで、製造できる部品のサイズと形状が制限されます。

△ ExOneの材料には、M2工具鋼、316L、304L、17-74PH、銅、インコネル625などがある。
部品の品質:金属バインダージェッティングを使用して製造された製品は、鋳造部品と同等の強度と密度 (98%) を示します。部品の許容誤差は 0.3 mm から 0.5 mm の範囲であったため、必要な許容誤差を達成するには印刷後の機械加工の必要性が高まりました。プリンターの表面仕上げが消費者の基準を満たしていない可能性があるため、カスタマイズされた表面処理アプローチが必要です。つまり、適切な許容誤差、部品の強度、表面仕上げの要件を満たすために、コンポーネントを後処理する必要があるということです。もちろん、精度と表面仕上げは、金属バインダージェッティングだけでなく、ほとんどの 3D プリント製造技術にも必要です。

材料:より多くのメーカーを引き付けるには、粉末材料を (他の金属 3D 印刷技術と比較して) もっと競争力のある価格で提供する必要があります。オープンマテリアルシステムは、ユーザーが粉末サプライチェーンのコストを分散するのに役立ちます。他の金属印刷技術と比較すると、バインダージェッティングによる材料の変更ははるかに簡単で、平均 30 ～ 40 分しかかかりません。金属射出成形 (MIM) プロセスに似ているため、材料の入手性と材料の適格性は通常より速くなります。

速度:現在まで、金属バインダージェッティングプロセスは、多数の形状を大量生産できる最速の金属印刷技術であると考えられています。 1999 年に初めて市場に導入されて以来、長い道のりを歩んできました。レーザー粉末床溶融結合法と比較すると、部品価格と所有権の面での参入障壁の点で最も競争力のある方法となっています。

△デジタルメタルバインダージェッティング法で3Dプリントした金属部品
使いやすさ:また、金属バインダージェッティングは、従来のシンプルなユーザーインターフェイスにより、高度な学位を必要とせずに金属部品を製造できる、おそらく現在のところ最も簡単な技術であると私は考えています。ユーザーは、わずか 20 分でパーツファイルを処理し、印刷できる状態になります。これには、焼結サイクル中の反り予測のための負のオフセットなどの印刷の最適化を可能にする、利用可能な焼結シミュレーションソフトウェアが含まれます。

サポート:このソフトウェアでは、サポートセッター (反りを軽減するためにパーツをビルドプレートに接続するアンカーが不要) も不要になり、サポートベースの表面に焼結防止剤が追加され、焼結防止剤の適用によるパーツとサポートの結合がなくなります。

どのように宣伝するのですか?
3D プリント企業とマーケティングチームは、金属バインダージェッティング技術を顧客にさらに効果的に宣伝したいと考えています。ただし、これは、製品がコンポーネント認定などの承認プロセス (計画、設計、試作、テスト、製造設計、製造、製造後) を経る長いプロセスになる可能性があります。

金属バインダージェッティングの購入を検討している顧客と話し合う場合、両当事者は、加工対象の部品がすでに実証されており、従来の製造プロセス (CNC、鋳造、射出成形など) に適している可能性が高いことを理解する必要があります。潜在的な顧客が 3D プリント製造の再認定を希望しない場合は、現在の製造プロセスを引き続き使用することをお勧めします。私はエンジニアリングチームに、顧客が 3D プリント用に再設計する意思を持てば、まったく新しい世界とサプライチェーンが開けるだろうと言い続けています。

このプロセスは魔法のボタンではなく、部品を製造する別の方法であるというメッセージを伝えることが重要です。もちろん、資格認定は販売サイクルに不必要な時間を追加します。しかし、部品が特定の製造プロセスに適していることを確認することは、メーカーが長年行ってきた方法です。 3D プリント技術には高出力という利点があるからといって、大規模生産の原理も備えている必要があるというわけではありません。

企業が、金属バインダージェット部品を再設計して消費者基準に準拠し、それを満たすという道を進む意思がある場合、この技術にお金を払ってくれるパートナーが見つかる可能性は高いでしょう。

GE Additive の 3 シリーズメタルバインダージェッティング 3D プリンター
マイケルの要約<br /> 要約すると、この技術の導入を検討している企業は、成功し、他の従来のプロセスと競争するために、部品の認定と消費者基準の遵守という条件を受け入れなければなりません。特に、中規模から大規模の部品をターゲットとしている場合はそうです。

金属バインダージェッティングは魔法のように見えるかもしれませんが、少し立ち止まって考えてみると、金属バインダージェッティングを行う企業は、部品の製造認定までの道のりが従来のプロセスの製造プロセスと似ていることを理解する必要があります (長い)。

金属バインダージェッティングには他にも手順がありますか? はい、ありますが、最終結果は同じコンポーネントに革新性と性能が加わったものになる可能性があります。ほとんどの場合、金属バインダージェッティングによって必ずしも顧客の製造工程が省かれるわけではありませんが、印刷された部品の納品が大幅に早まります。

全体的に、金属バインダージェッティングには可能性があると考えていますが、新規または既存の製造プロセスを検討する場合と同様に、採用と成功の要因を考慮する必要があります。

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