電子レンジを使って金属部品を 3D プリントしますか?バーチャルファウンドリー、金属のマイクロ波焼結の新手法を発表

電子レンジを使って金属部品を 3D プリントしますか?バーチャルファウンドリー、金属のマイクロ波焼結の新手法を発表
2022年10月26日、Antarctic Bearは、金属線メーカーのThe Virtual Foundryが、剥離と焼結に基づいて部品を準備する新しい方法、つまり溶融ワイヤ堆積(FFF)原理に基づく3Dプリント合金を開始したことを知りました。
Virtual Foundry の金属マイクロ波焼結技術はまだ開発段階にあり、窯や炉ではなく市販のマイクロ波を使用して、るつぼ内で印刷された部品を繰り返し加熱します。同社はこれまで自社の6061アルミニウム線でのみこの技術をテストしてきたが、このプロセスにより近い将来、製造業者は金属部品の脱脂および焼結をより迅速かつ低コストで行うことができるようになると考えられている。
Virtual Foundry の CEO である Bradley Woods 氏は、次のように述べています。「当社は当初から、金属 3D プリントの民主化を追求してきました。金属 3D プリント用のマイクロ波焼結の登場は、この動きの勢いを大きく変えるものです。」
△金属マイクロ波焼結技術
金属 3D プリントの民主化
Virtual Foundry は、金属 3D プリントを民主化するという使命を掲げて設立され、溶融フィラメント製造 (FFF) の分野で 3D プリント合金ワイヤを導入した最初の企業の 1 つです。これらの各材料は、FFF システムを使用して合金グリーン部品に印刷することができ、その後、窯を使用して完全に高密度の金属物体に後処理することができます。
Virtual Foundry のワイヤ材料の範囲には、銅、鉄からステンレス鋼 316L、インコネル 718 まで、高密度で焼結できる材料が含まれます。同社は金属3Dプリンターと3台のVirtual Foundry焼結炉も発売しており、同社のフィラメント製品はほとんどの脱脂・焼結装置でも使用可能だ。
実際に同社は、NASA、三菱商事、米国エネルギー省などの組織と連携して自社技術の応用を推進しており、自動車、航空宇宙、軍事、教育の分野での導入が進んでいます。
Virtual Foundry は材料ポートフォリオの拡大も続けており、今年初めにはタングステンベースの放射線遮蔽フィラメントである Rapid 3DShield Tungsten を発売しました。同様に、Virtual Foundry は最近、焼結および出荷の手順の前に金属 3D プリントの顧客が必要とするすべてのものを提供する FFF 金属 3D プリント テスト キットをリリースしました。
金属マイクロ波焼結試験サンプル。画像はHighballより。
金属マイクロ波焼結技術<br /> バインダー ジェッティング 3D プリンターのユーザーであれば、接着剤で強化された部品は最終使用前に脱バインダーおよび焼結のプロセスを経る必要があることをよく知っています。現在、このプロセスでは、プリントを耐火るつぼに埋め込み、結合剤が燃え尽きるまで炉または窯で加熱することがよくあります。
従来のワークフローでは、金属 3D プリント部品の後処理において高度な再現性を実現してきましたが、Virtual Foundry では、よりアクセスしやすい新しい方法の開発を開始しました。同社の技術では、窯に頼るのではなく、加熱要素を含むるつぼに入れられた部品を電子レンジに挿入する。
これらの「電子レンジ」は、シリコンカーバイドで裏打ちされた標準的な耐火材料で作られており、ホットポケットの周りの段ボールスリーブと同様に設計されています。ユーザーが電子レンジを調整して到達可能な温度を把握したら、それを使ってるつぼを加熱することができ、その中のシリコンカーバイド成分が熱エネルギーを内部の部品に効果的に集中させると The Virtual Foundry は述べています。
同社はこの技術はまだ実験段階であると公言しているが、初期のテスト結果は有望なものとなっている。これまでのところ、エンジニアのハイボール氏は、600W の電子レンジを基準としてこの技術を使用してアルミニウム部品の後処理に成功しており、成功の度合いはさまざまです。ハイボール氏は、おそらくコレクターの規模が原因と思われるが、この技術にはまだ解決すべき「重大な問題点」がいくつかあるが、技術は進歩しているようだと述べた。
ハイボールはアルミニウムの機械加工を成功させるために重要です。なぜなら、この合金は酸素と反応するため、保護のために焼結炭素を使用するか、焼結プロセス中に特定のガスを導入する必要があるからです。ハイボール氏は、さらに開発が進めば、マイクロ波焼結は、酸化を心配することなく、チタンなどの他の扱いが難しい反応性合金の処理にも使用できる可能性があると述べた。
△Ultimaker メタル拡張キット。画像はUltimakerより。
FFF 3D プリント システムへの金属材料の適用<br /> Virtual Foundry は FFF 3D プリンティングのイノベーターであり続けていますが、この分野で活動している唯一の企業ではありません。 2022 年 6 月に発売された Ultimaker の Metal Expansion Kit は、Ultimaker S5 ユーザーにプロセス効率を最大化し、ワークフローのボトルネックを解消するためのソフトウェア、機能、知識を提供するように設計されています。
2021年末にFL300M 3Dプリンターを発売したFuselabのように、金属FFF 3Dプリントの新規参入企業も市場に参入している。このデバイスは、フィラメントとノズル駆動システム間の接触点を増やすことでフィラメントの破損や押し出し不足のリスクを最小限に抑えると言われる特許取得済みの回転式押し出し機を備えています。
△FuseLabFL300M 3Dプリンター。写真提供:FuseLab。
昨年、BASF の Ultrafuse 素材は MakerBot および XYZprinting システムでも認定されました。この移行により、METHOD および PartPro300 xT ユーザーは、それぞれ Ultrafuse 316L ステンレス鋼と PET/PAHT CF15 を処理できるようになります。
Ultrafuse 316L フィラメントを使用して 3D プリントされた金属部品。写真提供:Sculpteo。
金属マイクロ波焼結、FFF

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