航空宇宙および車両工学におけるアルミニウムを原料とする積層造形技術の応用

3D プリンティング (積層造形法とも呼ばれる) は、材料を層ごとに積み重ねる方法を使用してデジタルモデルから部品を製造し、ポリマー、金属、コンクリート、ハイドロゲルの製造に広く使用されています。中でも、金属積層造形は、従来の製造方法（鋳造、成形、機械加工など）に比べて部品設計の自由度が高く、製造された部品は軽量で構造が複雑という特徴があり、機能的に設計できるため、航空宇宙、石油・ガス、造船、自動車業界で広く使用されています。さらに、金属積層造形は、工具を使わずに高精度で高密度の金属物体をより短時間で製造できる製造技術です。
△アルミをプリントした超軽量多孔質素材
3Dプリントにおけるアルミニウム合金の応用

AlSi10Mg は、工業用 3D プリントアルミニウムで一般的に使用されるアルミニウム合金です。その利点は、高強度、高靭性、高動的品質、最適化された熱特性、および構築性です。 AlSi7Mg は、航空宇宙、防衛、自動車産業の構造部品に使用されるもう 1 つの高強度鋼合金です。 3D プリントされた AlSi7Mg の主な利点は、軽量、耐腐食性、および高い動的荷重支持能力です。

3Dプリントアルミニウム合金の研究状況

学術誌「セラミックス」に最近発表された研究によると、中国の研究者らは直接インク書き込み法を用いてリン酸アルミニウム結合アルミナセラミックスを印刷した。彼らは、無機バインダーの添加により、Al2O3 セラミックスが極めて低い寸法収縮を示すことを発見しました。

最近の研究では、航空宇宙産業における 3D プリントされた複合サンドイッチ構造の使用が検討されています。複合サンドイッチ構造の 3D プリントにより、航空宇宙産業における持続可能性と製造の柔軟性が向上します。

アルミニウムにナノマテリアルを添加することも、金属 3D プリントの分野における新たな研究テーマです。ナノマテリアルをアルミニウム合金に直接混合したり、3D 印刷プロセス中にナノ粒子を組み込んだりすると、部品の機械的特性と熱的特性が向上します。

3Dプリントアルミニウム合金の利点

3D プリントアルミニウム合金には次のような利点があります。

部品の機械的特性は、部品内の微細構造と力の分布を変更することによって変更できます。アルミニウム合金 3D プリントに関する研究では、従来の方法と比較して、3D プリントは複雑な部品の製造速度が速く、材料の強度と延性が高く、材料の節約にもつながることが示されています。

アルミニウム合金の付加製造では、高エネルギー吸収のための内部補強機能を備えた部品など、高度に最適化された構造も製造できます。印刷プロセス中に部品によって生成される残留応力は、合理的な構造設計によって好ましいプレストレスに変換できますが、構造が非常に複雑で、製造コストが高く、時間がかかることから、従来の製造方法では製造できません。さらに、3D プリントされたアルミニウム合金部品を他の部品と組み合わせてハイブリッド構造を作成することもできます。
△アルミニウム原料をベースとした3Dプリントアルミニウム合金の3Dプリントの将来課題

アルミニウム合金の積層造形を実際の産業用途に使用するには、まだ多くの課題が残っています。まず、アルミニウムの 3D プリントは、場合によっては従来の製造方法よりも高価になります。第二に、材料特性とさまざまなターゲット形状に対応するために、既存の設計方法を早急に最適化する必要があります。

さらに、製造された部品がライフサイクル全体にわたって信頼できることを保証するには、金属 AM 技術の標準化された品質仕様が必要です。これらの技術的および産業的な課題が解決されれば、アルミニウム合金 3D プリントはさまざまな産業で大きな応用可能性を秘めています。

航空宇宙および車両工学におけるアルミニウムを原料とする積層造形技術の応用

化学品の世界的リーダーであるNexeo Solutionsが3Dプリント材料市場に正式に参入

3Dプリントされたバイオニックアームは従来の義肢の1%のコストを削減

Blue Light Development は次の重慶ビールになるかもしれない: 3D プリントされた血管は FDA によって臨床試験済みか?

Bioprotece が EP-M260 金属 3D プリンターを導入し、バイオインプラント製造を促進

Graphene 3D Labs が株主に最新情報を提供し、工業グレードの材料部門を立ち上げる

2018 年付加製造グローバルイノベーションコンペティションロードショーレビューでは、さまざまな業界向けの 3D プリントソリューションが紹介されました。

構造フォーム：大きな応用可能性を秘めた、軽量で高強度の新しいタイプの3Dプリント構造

ドイツの金属3Dプリント材料会社スタルク

選択的レーザー溶融法による高融点金属タングステンの製造

French Lines Manufacturing、3メートルクラスの大型高速FGF 3Dプリンターを発売

推薦する

USTCの先端材料：新しい強磁性液晶エラストマーのプログラム可能な3Dプリントにおける重要な進歩

ヤン・ダペン独占インタビュー：ファイバーレーザーでインテリジェント製造を実現し、国際的な言論力を獲得

2021年の世界インテリジェント製造会議には、複数の積層造形企業が参加予定

バルク貴金属ガラス 3D プリントがジュエリー製造を変える可能性、ローザンヌとチューリッヒが共同で発表「AM」

29メートルのスパンが世界記録を破る？オランダの最新のコンクリート3Dプリント橋が稼働開始

米国の3Dプリント標準化ロードマップで明らかになった現在の設計上の26の欠陥

一流デザイナーが3Dプリントを使って全長11メートルのタイタニック号の模型を作りたいと考えている

自然：超微細等軸粒子を使用した高性能チタン銅合金の3Dプリント

3D Systems、DMP Factory 500 ソリューションを発表

生産レベルのFDMプリンターの製造、FDMは実際の端末アプリケーションにも使用可能、アンタークティックベアがアメソスにインタビュー

お金があれば何でもできるよ！ GEは特殊エンジニアリングプラスチックの3Dプリントに注目している

ミマキのケーススタディによると、3Dプリント技術は医学教育に「革命」をもたらす可能性がある

Panda 3D Paladin 全金属 SLA 3D プリンター、クラウドファンディングで 299 ドルで購入

3Dプリントの助けを借りて、超音速陸上車は今年10月に時速805キロメートルの速度に挑戦します

全国金属積層造形装置産業産学連携コミュニティの設立会議が成功裏に開催されました