青色レーザー溶融金属3Dプリンターが銅などの金属の悩み「反射が強く、成形が難しい」を解決

2022年5月4日、Antarctic Bearは、高速押し出し（HSE）3Dプリント技術のOEMメーカーであるEssentiumと、産業用レーザーの専門家であるNUBURUが協力し、銅、金、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属の従来の金属3Dプリントプロセスにおける反射しやすい、成形が難しいという問題点を効果的に解決できる新しい青色レーザーベースの金属3Dプリンターを開発したことを知りました。
この新プリンターは、高解像度かつ大量生産で工業用金属部品を生産するように設計されており、「複数年、数百万ドル」の契約に基づいて開発される予定だと報じられている。パートナーによれば、このシステムは自動車、航空宇宙、防衛などさまざまな主要産業に適用可能となる。
新しいレーザー金属3Dプリンターには、NUBURU独自の青色レーザー技術が組み込まれており、ワイヤーフィード形式で材料を処理できるため、指向性エネルギー堆積（DED）の原理に基づいて動作すると推測できます。実際、契約の一環として、NUBURU は 3D プリントアプリケーションの特許を Essentium にライセンス供与する予定です。
「Essentium チームと緊密に協力し、既存のテクノロジーの力を組み合わせて、積層造形のための新しい革新的なプラットフォームを開発、製造できることを嬉しく思います」と、NUBURU の共同創設者、CEO、社長であるマーク・ゼディカー博士は述べています。「当社の高出力、高輝度の青色レーザー技術と 3D 印刷の知的財産は、Essentium が幅広い用途に使用できる強力な金属 3D プリンターを構築するのに役立ちます。」
△ NUBURUブルーレーザー。写真提供：NUBURU。
HSE を超えた 3D プリント<br /> これまで、Essentium の主な事業は、エンジニアリングフィラメント用の高速高温 FFF の一種である HSE テクノロジーを中心に展開してきました。したがって、今後発売される青色レーザー 3D プリンターは、Essentium が金属 3D プリント分野に参入することを意味します。
現在までに同社は 8 件の特許を保有しており、以前の HSE 180-S 3D プリンターを含む 3 つの製品ラインを展開しています。 180-S には、大量のポリマーおよび複合材料の生産のニーズを満たす 3 つの異なるバージョンがあります。造形容積は 690×500×600mm で、高強度固定具から義肢ソケットや矯正器具まであらゆる用途に最適です。
一方、240 HT デュアルエクストルージョン 3D プリンターは、造形容積が 430 x 350 x 375mm で、狭い工場スペースや大学の研究室に収まるほど小型に設計されています。
最後に、280i HT システムは、大きな造形体積、高速印刷、豊富な材料の多様性を特徴としています。航空宇宙、電子機器、自動車、消費財などの業界の大量生産メーカーをターゲットにしたこのシステムは、「真の IDEX」3D プリンターとも呼ばれ、プリントヘッドが X 軸と Y 軸の両方で独立していることを意味します。
△EssentiumのHSE 180-S 3Dプリンター。写真提供：Essentium。
青色レーザーは何に使用されますか?
では、NUBURU の青色レーザーの何が特別なのでしょうか?銅、ステンレス鋼、アルミニウムなどの合金金属は、赤外線やその他の色の光からのエネルギーの大部分を反射することがよく知られています。したがって、従来のレーザーを使用すると、エネルギーが効率的に吸収されないため、印刷品質が低下し、印刷速度も低下する可能性があります。
一方、銅などの金属は他の波長の光よりも青色光をはるかによく吸収するため、青色レーザーを使用するとこれらの材料をより速く溶かすことができます。その結果、NUBURU は、青色レーザー技術により、競合他社よりも最大 10 倍高速な 3D 印刷速度を実現できると同時に、非常に高密度な金属印刷も可能になると主張しています。
Essentium によれば、新しい 3D プリンターは、従来の鋳造や鍛造と同様の部品を、後処理を大幅に減らして製造できるという。
「NUBURU は青色レーザー技術のリーダーであり、その専門知識は当社の新しいプラットフォームの速度と出力の向上に役立ちます」と、Essentium の最高開発責任者兼共同創設者である Elisa Teipel 氏は述べています。「NUBURU チームと協力し、その技術を活用して Essentium が新しい金属 3D 印刷プラットフォームを商品化できることを楽しみにしています。」
△銅、金、アルミニウムなどの素材は、他の波長よりも青色レーザー光をよく吸収します。画像はNUBURU/NASA 1969より。

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