Infinite Flex が新しい純銅 SLM 粉末を発売。銅部品の 3D プリントにおける新たなブレークスルーです。

概要: 純銅は優れた電気伝導性と熱伝導性で知られており、回路配線、熱交換器、パイプ、ラジエーターなどの熱伝達部品に最適な材料です。残念ながら、純銅は電気伝導性と反射率が高いため、レーザーベースの 3D 印刷システムを使用して加工するのが非常に難しく、高出力レーザービームが効果を発揮しません。
2022年1月17日、Antarctic Bearは、ドイツを拠点とするスマートマテリアル開発企業Infinite Flexが、SLM 3Dプリント用として世界初となる純銅粉末を最近発売したことを知りました。 INFINITE POWDER Cu 01 と名付けられたこの材料は、EOS M290 や Trumpf TruPrint 1000 などの多数の標準 SLM 3D プリンターでテストされ、現在は市販されています。
一方、英国を拠点とする Alloyed Design 社は最近、最新の銅 3D プリントアプリケーションである、高性能温度調節アプリケーション向けに高度に最適化された冷却プレートを披露しました。
「冷却プレートは、最適化された AM 形状と最適化された AM 材料特性を組み合わせた場合に何ができるかを示す素晴らしい例です」と、Alloyed 社の社長である Michael Holmes 氏は述べています。
△Alloyedの3Dプリント銅製冷却プレート。写真提供：Alloyed。
インフィニットフレックスのINFINITEPOWDER Cu 01

純銅はレーザー3Dプリントには使いにくいという問題を解決するために、一部の国際的な材料企業もCuCrZrやCuNiSiCrなど、積層造形に使用できる関連銅合金粉末を開発しましたが、これらの合金の電気伝導性は純銅合金よりもはるかに劣ることがよくあります。その結果、これまで3Dプリントされた銅部品は、従来の方法で製造された銅が持つ特性を提供できなかったとInfinite Flexは述べている。
同社は、この問題の解決策は、SLM 3D プリンター専用に設計された新しい純銅粉末である新しい INFINITE POWDER Cu 01 材料であると考えています。この粉末は引張強度が220MPa以上、伸びが24%以上あり、高密度部品（>99.9%）の製造が可能です。 Infinite Flex は、最新の製品の発売により、熱交換器、誘導コイル、電子部品などの高性能 3D 印刷アプリケーションの新たな波が生まれると考えています。
△ INFINITEPOWDER Cu 01を使用して3Dプリントした熱交換器。写真提供：Infinite Flex。
Alloyed の 3D プリント銅冷却プレート
Alloyed の 3D プリント銅コールドプレートは、データセンターや一般的な液体冷却システムなどの高温コンピューティングシステムでの使用向けに設計されています。この部品は、材料の使用を最小限に抑えながら機能性と性能を兼ね備えた 3D プリントされた格子形状を特徴としています。
さらに、プリントされたコールドプレートはモノリシックであるため、従来の方法で組み立てられたコールドプレートよりも効率的かつ簡単に熱を伝達します。組み立てがまったく必要ないため、設置も簡単になり、メンテナンスの必要性も少なくなります。その結果、従来の空冷方法に比べてエネルギー使用量を削減できる可能性が高まります。
このプロジェクトを実現するために、アロイド社は銅粉開発の専門家であるJX日鉱日石金属（JXNMM）と提携しました。 JXNMM は、粉末内の酸素含有量の増加を防ぐための新しい表面処理プロセスを通じて、3D 印刷機能が向上した銅粉末の開発において豊富な経験を持っています。レーザーベースの 3D 印刷システムでは、これは吸収の増加を意味し、それによって印刷機能が向上します。
アロイドの共同創設者であり、アロイドジャパンの代表であるエンリケ・アラボート氏は次のように説明しています。「銅製冷却プレートの成功は、アロイドと JXNMM の専門知識の組み合わせによるものです。JX が開発した材料により、アロイドは独自の Engine® および Architect® ソフトウェアを使用して、冷却プレートに高精度の複雑な形状と格子構造を作り出すことができました。」
△銅製冷却プレートはメッシュ格子形状を採用しており、性能と材料効率が向上します。写真提供：Alloyed。
さらに、バインダージェッティング 3D プリンターメーカーの ExOne は最近、テネシー州を拠点とする新興企業 Maxxwell Motors と提携し、同社の軸流電気モーター向けに独自の 3D プリント銅電子巻線設計を開発しました。
一方、航空宇宙分野に付加製造サービスを提供する企業であるシンタビアは、銅合金用の独自の3D印刷プロセスを以前に開発しました。この技術は、NASA がロケット推進部品の 3D 印刷用に開発した銅合金 GRCop-42 専用に開発されており、独自の 3D 印刷パラメータセットと、新しい熱処理後処理ステップが含まれています。
昨年、産業用3Dプリンターメーカーのデジタルメタルも、バインダージェッティング3Dプリント技術で使用するための独自の純銅粉末「DM Cu」の発売を発表しました。

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