ファイファーバキュームは、電子ビーム溶融金属3Dプリント技術のための真空環境を構築し、業界の発展に貢献しています。

ファイファーバキュームは、電子ビーム溶融金属3Dプリント技術のための真空環境を構築し、業界の発展に貢献しています。
南極熊紹介: 3Dプリントは「未来の経済を決定する12の破壊的技術」の1つであり、第三次産業革命の原動力として、伝統的な製造業からインテリジェントな製造業への巨大な産業変革をもたらし、現在では建設医療航空宇宙自動車製造など、さまざまな製造分野で広く使用されています。最初の液体樹脂から今日の金属粉末まで、3D プリンティングは継続的な技術変化を通じて新たな技術革命の波を引き起こしました。

この破壊的な製造技術の開発の裏には、真空技術が必要です。

電子ビーム溶解(EBM)と真空技術の応用

金属 3D プリントに関して言えば、電子ビーム溶融 (EBM) について話す必要があります。このプロセスは選択的レーザー溶融(SLM)に似ていますが、SLMで使用されるレーザービームと比較して、EBMのエネルギー源は電子ビームであるため、生産効率が極めて高くなります。さらに、EBM は部品の残留応力の制御において SLM よりも優れており、一部の耐火金属材料を印刷することもできます。 EBM テクノロジーは、医療用インプラントや航空宇宙などの分野に特に適しています

△左:金属粉末で作られた3Dプリント航空機タービンエンジン、右:EBMでプリントされたインプラントの例
ただし、EBM プロセスは真空環境で実行する必要があります。 EBM プロセスでは、プロセス全体の安定性と信頼性を確保するために、真空技術が複数の役割を果たしていると報告されています。詳細は以下の通りです。
•電子ビームがガス粒子に衝突して偏向するのを防ぎ、正確な溶解プロセスを実現します。
•高温の金属内での気泡の発生を防ぎ、真空状態で部品を印刷することで理想的な脱ガス効果が得られ、均一で滑らかな金属層を形成できます。
•溶融金属粉末の酸化を防止します。印刷後、大量の未溶融粉末を直接回収できるため、加熱時の粉末の錆びを防止できます。
•電子ビームを分割して真空環境で複数の場所で同時に粉末を溶かすことで、印刷プロセスを高速化します。
•プロセスの密閉性と安全性を確保するために、正確なガス漏れ検出を実行します。

EBM 製造技術の上記要件を満たすためには、さまざまな真空装置のサポートが必要です。

△左:電子ビーム溶解(EBM)システム、右:金属粉末が層ごとに溶解される様子。画像提供: Arcam AB
ファイファー・バキューム社が電子ビーム溶解を支援

真空機器の世界有数のサプライヤーとして、Pfeiffer Vacuum は 1890 年の創業以来、真空技術における新たな基準を継続的に確立してきました。 2022年9月21日、Antarctic Bearは、Pfeiffer Vacuumが電子ビーム溶解用の幅広い製品ポートフォリオを発売したことを知りました。製品には、製造室や電子ビーム銃を真空にするためのバッキングおよび高真空ポンプ、大気圧から高真空までの圧力を測定する真空ゲージ(オプションの校正装置付き)、カスタム真空室、真空コンポーネントを接続するためのバルブおよびフランジアセンブリ、漏れの位置を特定するための漏れ検出器などがあります。

△ファイファーバキュームは電子ビーム溶解用の幅広い製品ポートフォリオを提供しています
真空引きは、EBM 製造チャンバーと電子ビーム銃の両方にとって非常に重要です。準備時間を短縮するには、真空引きのプロセスを非常に高速にする必要があり、真空装置の最終真空度と脱着速度に非常に高い要求が課せられます。 Pfeiffer Vacuum は、バッキング ポンプや高真空ポンプなど、EBM 真空ポンピング用の優れた真空ポンプ セットを提供できます。その中でも、Pfeiffer HiPace ターボ分子ポンプ シリーズ製品は、製造室の真空ポンピングの分野で非常に成熟しています。 Pfeiffer Vacuum は、10 l/s から 3,000 l/s を超える排気速度を備えたターボ分子ポンプの完全な製品ラインナップを備えています。コストパフォーマンスが高く、設置方法も柔軟です。とても印象的でした。

△ファイファーバキュームのHiPaceターボ分子ポンプシリーズ
真空抽出によって真空を得た後、圧力要件が満たされていることを確認するために、専門的な機器を使用して圧力を測定する必要があります。つまり、真空測定が必要です。 Pfeiffer Vacuum RPT 200 と HPT 200 真空ゲージの組み合わせは、精度と電子ビームへの磁場干渉がないという要件の両方を満たし、高真空ポンプのフォアライン真空圧の測定に使用できます。さらに、EBM の長期的なプロセス安定性には、真空ゲージの定期的な校正が不可欠です。 Pfeiffer Vacuum は、ISO 3567 に準拠し、さまざまな真空ゲージの校正ニーズを満たすことができる、ベーシック モデルとプロフェッショナル モデルの校正ポンプ セットを開発しました。

△ ファイファー真空 RPT 200 および HPT 200 真空計
もちろん、真空が得られた後、EBM プロセス中の真空度を確実に確保するために、しっかりと密閉する必要があります。 EBM システムの累積漏れ率の要件を満たすには漏れ検出が必要であり、ここでヘリウム漏れ検出器が役立ちます。 Pfeiffer Vacuum は、さまざまなアプリケーション要件に合わせて、汎用性の高い ASM 340 リーク検出器、またはコンパクトでポータブルな ASM 310 リーク検出器を提供しています。

△ASM 340リークディテクタまたはコンパクトでポータブルなASM 310リークディテクタ
上記の 4 つのリンクに加えて、Pfeiffer Vacuum は EBM 用のその他の真空装置およびコンポーネントのカスタマイズされたサービスも提供できます。

現在、3Dプリンティングにおける金属材料の使用率が上昇しており、ハイエンド製造市場への3Dプリンティングの拡大を推進しています。報道によると、Pfeiffer Vacuum はこの世界的な技術革命を全面的にサポートし、その優れた真空ソリューションを活用して、3D プリントメーカーが従来の製造の限界を打ち破り、「製造」から「インテリジェント製造」に移行し、新世代のハイテク革新を実現できるよう支援するとのことです。




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