PBF合金の強度に匹敵する、ドイツのアーヘン大学の研究者らはEHLA技術を用いた新しい合金を開発した。

2022年2月9日、アンタークティックベアは、アーヘン工科大学のデジタルアディティブプロダクション（DAP）研究所の研究者が、超高速レーザー材料堆積（EHLA）3Dプリント技術を使用して、レーザー粉末床溶融結合（PBF）用の新しい合金の開発を開始したことを知りました。
EHLA テクノロジーは、大規模な指向性エネルギー堆積 (DED) 向けに 2017 年に Fraunhofer ILT によって開発されました。この付加製造技術は、主に金属部品のコーティングおよび修復方法として販売されており、硬質クロムメッキや熱溶射などの現在の腐食および摩耗防止方法に取って代わる可能性があります。
RWTH の調査では、2 つの印刷技術のプロセス特性を比較し、材料製造能力の移転可能性に関して肯定的な結果が得られました。基本的に、DAP チームは、EHLA を PBF 3D プリント用の迅速な合金開発プラットフォームとして使用できると考えています。
△EHLA 3Dプリントプロセスは、2017年にフラウンホーファーILTによって金属コーティング用途向けに開発されました。写真提供：アーヘン工科大学。
PBFの合金開発プラットフォームとしてのEHLA
PBF は製造業界で最も広く使用されている積層造形技術の 1 つであり、ユーザーは最適化された形状の高強度金属部品を 3D プリントできます。 PBF の大きな利点は、従来の製造技術では処理が難しい合金を処理できることですが、DAP チームは、合金開発プロセスの難しさにより、この可能性はまだ活用されていないと考えています。高い冷却速度などの LBF プロセス特性を最大限に活用できる合金を作成するには、時間とリソースの両方が必要です。
EHLA は、現場での単一粉末供給や PBF のような冷却速度などのプロセス品質を備えており、迅速かつリソース効率の高い方法で PBF の重要な合金検証プラットフォームとなるための適切な前提条件を備えています。
△光学顕微鏡による EHLA および PBF 溶融プールの顕微鏡写真。画像提供：RWTHアーヘン大学。
EHLA と PBF 3D 印刷プロセスの比較<br /> まず、DAP の研究者は、冷却速度に影響し、印刷された部品の微細構造と機械的特性に影響を与える関連する EHLA および PBF プロセスパラメータを特定することから始めました。これらの発見は、高マンガン鋼 (X30Mn22) から作られたサンプル部品を 3D プリントするために使用されました。最後に、PBF と EHLA によって生成されたサンプルの微細構造特性を比較し、EHLA が合金開発に適しているというチームの仮説を確認しました。
レーザーエネルギー源の強度は冷却速度に大きな影響を与えるため、研究チームは 2 つの 3D 印刷プロセスについてこのパラメータを計算し、比較しました。 PBF の強度は EHLA の約 14 倍であることがわかりましたが、材料とレーザービームの相互作用周期は EHLA の約 10 倍であるため、これらの効果は相殺され、同様のエネルギー入力になります。
さらに、チームは、2 セットの印刷サンプルのデンドライトアーム間隔 (DAS) を測定して比較することにより、EHLA プロセス速度が冷却速度に与える影響を調べました。 EHLA のプロセス速度を上げると DAS が減少し、プロセス速度も冷却速度に大きな影響を与えることがわかりました。
プロセスの移転可能性について調査されたもう 1 つの指標はエネルギー体積密度であり、これにより、両方の 3D 印刷技術が同様の熱バランスを持つことが示されました。
全体的に、DAP の研究者は、2 セットの印刷サンプルの微細構造は類似しており、EHLA の処理速度などのプロセスパラメータを調整することでさらに均質化できることを発見しました。したがって、研究者らは、EHLA と PBF によって生成される微細構造と機械的特性は同等であり、前者は後者にとって適切な合金のスクリーニングおよび開発ツールになると結論付けました。
今後の研究としては、チームは印刷されたサンプルセットの化学組成を比較し、粒子速度や粉末質量流量などの他のプロセスパラメータを調べることを目指しています。さらに、技術間のエネルギー入力の違いにより、さまざまな合金の蒸発挙動も調査および比較されます。
△3Dプリントサンプルで得られた樹枝状構造の走査型電子顕微鏡（SEM）画像。画像提供：RWTHアーヘン大学。
合金開発は、積層造形コミュニティにおいて活発に研究されている分野です。つい最近、香港城市大学が率いる研究チームが3Dプリント技術を使用して、「超高強度、高延性、超軽量」という優れた特性を持つ新しいチタンベースの合金を設計しました。科学者たちは、自分たちの研究が、3Dプリントを利用して産業用途に適した構造と特性を持つ合金を作成するという、材料開発における新たなパラダイムへの道を開く可能性があると信じている。
オーストラリアの国立科学研究機関CSIROも、安価な合金廃棄物を3Dプリント用の高価値のチタンフィラメントに変換する新しいプロセスを開発しました。 CSIROチームはオーストラリアで初めてこの方法でチタンワイヤーを生産したチームと伝えられており、その製品は航空宇宙部品などの3Dプリント部品の製造に使用できる。

PBF合金の強度に匹敵する、ドイツのアーヘン大学の研究者らはEHLA技術を用いた新しい合金を開発した。

とても激しいですね！このアメリカの会社は、HP 3Dプリンター12台を一度に2000万ドルで購入した。

3Dプリントされた成長する人工血管は先天性心疾患の子供たちにとって恩恵となる

3Dプリントプラットフォーム「3D Zao」が都市パートナーを募集中。これはビジネスを始める良い方法でしょうか？

デジタル化計画がEUから資金援助を受ける！ Authentiseがnebumindと提携

PwC、3Dプリント、ドローン、ブロックチェーンについて従業員をトレーニングするデジタルアクセラレーターを立ち上げ

3Dプリントの革新がデザインの未来を変える

バーゼル大学病院、axis3D医療用3Dプリントプラットフォームで患者ケアを強化

分析：3Dプリントはまだ普及していないが、製造業への影響は小さくない

2022 Ansys グローバルシミュレーションカンファレンスの論文とケーススタディ

米国の最新の先進バイオ製造研究所は、3Dプリントなどの最先端技術を活用する。

推薦する

西安第四病院、顔面変形の修復に3Dプリントを使用

韓国原子力研究所は3Dプリント技術を使用して、より安価なクロムアルミニウムコーティング燃料電池セパレーターを開発しています。

ドイツはレーザー焼結3Dプリントにおける貴金属の品質を向上させる新しい方法を発見した

3Dプリント透明ガラス、SLA技術のバリエーション

シェフィールド大学が複合3Dプリントプロセスを開発

エアジェット！ 3D4Makers が 3D プリントフィラメントのポストプロダクション冷却技術を革新

2021 年に積層造形業界はどのような主要なトレンドを生み出すでしょうか?

NASAは宇宙初の膨張式カプセル用の放射線シールドを3Dプリントしている

呂炳衡：血管ステントや人工皮膚はすべて3Dプリントできる

年間300元という低価格で、3DプリントスライスソフトウェアVoxeldance Tangoの個人版がリリースされる

垂直キューブ光硬化の旅：3Dプリントの革新における9年間の忍耐の証人

ブラックテクノロジー！ドイツが世界最小のレンズを3Dプリント！大きさはわずか0.1mm

DIN（ドイツ標準化機構）が積層造形分野に2つの新しい委員会を追加

船上3Dプリント技術が拡大し、過酷な海洋作業環境の改善に

フランク・ジェナー: 3Dプリントが化学産業に与える影響