創業30年のスウェーデンの粉末冶金会社Grängesが、積層造形用のS220アルミニウム合金粉末を発売

はじめに：3D 印刷プロセスでは、従来の印刷用球状粉末は主にガスアトマイゼーション (GA) によって製造され、粉末サイズの範囲は通常 15μm ～ 53μm です。現在、市場には選択的レーザー溶融（SLM）に適したアルミニウム合金の種類はあまり多くありません。最も一般的に使用されているのはAISi10Mg合金粉末ですが、これは3Dプリント用に特別に開発されたアルミニウム合金ではありません。 AISi10Mg は従来の近共晶合金です。共晶を多く含むため、印刷された製品には小さな穴や熱亀裂がありません。 SLM プロセスに適した 3D プリントアルミニウム合金粉末の開発は緊急の課題であることがわかります。
2022年4月13日、Antarctic Bearは、スウェーデンに拠点を置く材料会社Gränges Powder Metallurgyが、初の積層造形用粉末であるAM S220を発売したことを知りました。
AM S220 は、レーザー粉末ベッド融合 3D 印刷用の Gränges の DISPAL 製品ラインの高性能アルミニウム合金粉末 (AlSi35) です。この材料は、高剛性、低熱膨張、優れた摩耗特性、良好な加工性、低密度を特徴としています。
グレンゲス氏によれば、この合金は鋼鉄と同様の特性を持つが、重さはわずか3分の1だという。これにより、航空宇宙や自動車などの分野における高性能アプリケーションに最適な選択肢となります。
△AMS220アルミニウム合金。写真提供：Gränges Powder Metallurgy。
アルミニウム粉末製造における30年の経験
Gränges はアルミニウム粉末の製造において 30 年以上の経験を持っています。同社は実際に、1980 年代に幅広い材料ポートフォリオの一部として、独自の DISPALS 220 合金を開発し、商品化しました。 S220 は実際には新しいものではありませんが、レーザー粉末床融合での使用は、Gränges が 3D プリントの世界にデビューしたことを意味します。
新しい AM S220 製品を補完するために、Gränges は現在、アルミニウムベースの 3D プリント粉末の全製品ラインの作成に取り組んでおり、2022 年末までに提供開始される予定です。
AM S220 のユニークな点は何ですか?
Gränges の AM S220 合金の特別な点は、シリコン含有量が高いため、比類のない低密度と低熱膨張係数 (CTE) を実現していることです。低い CTE により、粉末は極端な圧力と温度の下でも高い精度を維持できるため、3D プリントの精密ロボットに最適です。この特性により、この材料は長距離でも正確な通信を維持することができ、宇宙での光学用途にも適している可能性があります。
さらに、S220合金中の微細なシリコン粒子が均一に分散されているため、優れた耐摩耗性と耐摩擦性を備えています。
Gränges Powder Metallurgy のビジネス開発マネージャーである Greta D’Angelo 氏は、次のように述べています。「AM 市場でこれほど低い CTE を持つ合金は他に知りません。これまで、多くのお客様が従来の DISPAL S220 で鋼や炭素繊維の用途を置き換えることに成功してきました。現在、同じ材料を積層造形分野に提供できることを嬉しく思っており、お客様は次世代製品を設計する際に、より多くの材料オプションを活用できるようになります。」
AM S220 はまだ市販されていませんが、Gränges はすでに、製造パートナーのグローバルネットワークを通じて専用の 3D 印刷サービスを提供し始めています。部品の印刷に加え、部品の選択、開発、品質保証の支援もサービスに含まれます。
ダンジェロ氏は次のように付け加えました。「当社は、試作品であれ量産であれ、プロセス全体を通じてお客様をサポートし、高品質の完成品を提供したいと考えています。特に AM のような新しい技術では、新しい材料を取り入れることは予測不可能なプロセスになる可能性があることを認識しています。そのため、お客様が心配しなくても済むように、当社がその部分を担当します。」
△ AMS220を使用した3Dプリント。写真提供：Gränges Powder Metallurgy。
3Dプリント材料の進歩
3Dプリント素材の世界は相変わらず活発です。今月、エンジニアリング会社サンドビックは、新しいタイプの3Dプリント超硬合金の開発を発表しました。この材料は、強靭なコバルトとタングステンの炭化マトリックス構造を持ち、これまでは他の製造方法でしか適用できなかった要求の厳しい産業用途向けの部品の印刷に必要な耐久性を備えています。
ワイヤー分野では、材料会社 The Virtual Foundry が新しいタングステンベースの放射線遮蔽ワイヤー「Rapid 3D Shield Tungsten」を発売しました。この材料は同社がこれまでに開発した中で最も密度の高い FFF フィラメントであり、脱バインダーや焼結を必要とせずに放射線遮蔽の利点を提供できます。
国産の積層造形用アルミ合金粉末が勢いを増す 安徽中迪新材料は2017年に設立され、各種金属粉末の研究開発、生産、販売を専門とする国家ハイテク企業です。中迪新材料は、高品質で低コストの3Dプリント金属粉末を使用して、ドイツ、米国、カナダ、イスラエル、アジアの多くの国や地域に製品を大量に輸出しています。同時に、同社は国内外の多くの自動車会社と提携して、さまざまなグレードの高性能材料を緊密に開発し、成熟したアルミニウム合金材料の量産を開始しました。
△中鉄新材料は3Dプリント金属球状粉末を生産しており、今年3月に国際自動車産業IATF16949:2016監査に合格（IATF16949:2016は国際自動車産業の技術仕様であり、欠陥防止に重点を置き、自動車部品サプライチェーンで発生しやすい品質変動と無駄を減らす。自動車メーカーとその直接部品メーカーにのみ適用）。国内メーカーとして初めて自動車産業認証を取得し、自動車産業における3Dプリント技術の応用がさらに前進したことを示しています。
△中衞新材料の3Dプリントアルミ合金粉末製造設備

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