部品密度99%！ ? BOND3D のボイドフリー PEEK 3D プリント技術とは何ですか?

はじめに: Formnext 2021 で、オランダの 3D プリントスタートアップ企業 Bond3D が、ボイドフリー 3D プリント技術を世界に披露しました。
2014年に設立されたBond3Dは、PEEKなどの高性能ポリマーを使用して、素材本来の特性を損なうことなく機能的な最終用途部品を3Dプリントできる業界初の企業であると主張しています。
△Bond3D技術を使用して作成された3DプリントPEEKサンプル。写真提供：Bond3D。
従来の FFF とは異なり、Bond3D の特許技術は圧力制御の押し出しプロセスです。最終的な印刷部品の密度は 99 パーセントを超えると報告されています。そして、結果として得られる等方性部品は、射出成形によって製造された部品と同様に、ベース材料のバルク特性を保持します。
3DプリントPEEKの課題
PEEK は、高性能ポリマーの PAEK (ポリアリールエーテルケトン) ファミリーの中で最もよく知られている熱可塑性プラスチックの 1 つです。高い強度と生体適合性、耐薬品性、優れた熱安定性を兼ね備えたこの多用途素材は、ほぼすべての主要産業で使用できます。
△従来のFFF（左）とBond 3D技術（右）を使用して3Dプリントされた部品の微細構造。画像はBond3Dより。
しかし、PEEK は機械的特性を維持しながら 3D プリントするのが困難です。従来の印刷ノズルは丸い形状であるため、押し出された隣接する PEEK 層間の接触面積が制限されることがよくあります。これにより部品内に空隙が形成され、3D プリントされた PEEK コンポーネントの密度は、バルク材料のコンポーネントよりも常に低くなります。 Bond3D によると、従来の PEEK 3D プリンターでは通常、部品密度が約 85% しか達成できず、その結果、Z 方向の強度が低下します。
Bond3D ボイドフリー 3D プリント
Bond3D はこの問題を解決すると主張していますが、どのように機能するのでしょうか?本質的に、圧力制御印刷プロセスは、以前に印刷された線の間の隙間がすべて埋められるまで材料を圧縮するように設計されています。 Bond3D のシステムは、ノズルの真下にある溶融プールの圧力が、ノズル自体に加えられた上向きの力によって生成される特定のしきい値を超えるまで、材料が流れ続けることを保証します。閾値を超えると、前の層は完全に結合され、それ以上材料を押し出す必要がなくなります。
この圧力フィードバックシステムは、もともと押し出し機を駆動するために必要なモーター電流を調べることによって決定されましたが、Bond3D チームはこれが不正確であることを発見しました。同社は最終的に、プリントヘッドが屈曲ベース、摩擦なし、ヒステリシスのないアセンブリを介してフレームに取り付けられる、高感度の力センサーソリューションに切り替えました。同社によれば、微細構造の空隙が「実質的にゼロ」で、部品密度が99パーセントを超える部品を製造できるという。
△今年、Bond3Dは生産に使用できる最初の3Dプリンターを開発しました。写真提供：Bond3D。
印刷された試験片の内部データによると、壁厚 1.4 mm で測定された降伏強度は 99 MPa、ガス圧耐性範囲は 115 bar です。印刷された PEEK 部品の機械的強度を強化することに加えて、材料の流体供給特性も大きな影響を及ぼし、これはあらゆる種類の配管やマニホールドアセンブリにとって重要です。
Bond3Dは2019年に英国を拠点とするポリマー開発企業Victrexから数百万ユーロの投資を受け、2021年に8つの生産システムを開発した後、現在ではその技術を市場に投入する準備が整っています。同社によれば、潜在的な使用事例のリストには、航空宇宙、自動車から医療用インプラント、電子機器に至るまで、あらゆる主要アプリケーションが網羅されているという。
Antarctic Bear はこの会社が所有する関連特許をいくつか収集しました。興味のある方はリンクをクリックしてダウンロードしてください: https://pan.baidu.com/s/1y9uabYOmB6rYP3ZvKlujnw 抽出コード: ci58

参考: 1. BOND3DはボイドフリーPEEK 3Dプリンティング技術で99%の部品密度を達成
2. 半導体製造用耐圧部品

部品密度99%！ ? BOND3D のボイドフリー PEEK 3D プリント技術とは何ですか?

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