収縮や変形がほとんどない、マーキュリーがバインダージェット金属3Dプリント低温焼結技術を発明

この投稿はLittle Soft Bearによって2021-10-8 09:30に最後に編集されました。

南極熊の紹介：バインダージェッティング金属3D印刷技術（BJ、バインダージェッティング）は、近年、多くの金属3D印刷技術から際立っており、世界で強いトレンドを形成しています。SLMレーザー金属3D印刷技術よりも大規模な産業応用の可能性があります。今年、フォルクスワーゲンとフォードは、バインダージェッティング3D印刷技術を使用して自動車部品を大量生産することを発表しました。しかし、インク、ノズル、焼結などバインダージェッティング技術に関わるコア技術は常に海外の大手企業によってコントロールされており、国内の関連分野における「ボトルネック」技術となっている。

南極熊は先日、長沙マーキュリー社が環境に優しい水性バインダージェット金属3Dプリントインク2種の開発に成功し、国内の不足を補ったと報じた。

2021年の国慶節休暇の直後、南極熊は長沙マーキュリーが独自のバインダージェッティング金属3Dプリント低温焼結技術の開発に成功したことを知りました。

△低温焼結後に得られた金属3Dプリント部品

バインダージェッティング金属3Dプリントの利点と課題

バインダージェッティング金属3Dプリント技術（BJ、バインダージェッティング）は、効率的な大判印刷速度、高精度、高度に複雑な構造、サポートフリー、複数の材料の組み合わせにより、技術、コストなどの面で総合的な競争上の優位性も形成しています。

しかし、バインダージェッティング金属 3D プリント技術 (BJ) のさらなる開発にも多くの課題が存在します。
業界関係者は、関連機器（プリントヘッド、制御基板）、材料（バインダー、ナノインク）などの「ボトルネック」技術に加えて、後処理の焼結技術からも大きな課題が生じることを認識しています。金属「グリーンボディ」の後処理冶金焼結プロセスでは、収縮や非対称変形などの克服するのが難しい技術的問題が必然的に発生します。

印刷する金属の「緑色」の部分が大きいほど、収縮と非対称の変形が大きくなります。これは、従来の粉末冶金や MIM (金属射出成形) では大型部品を製造できない根本的な理由でもあります。

金属「グリーンボディ」の後処理焼結中に発生する収縮と非対称変形の問題も、海外の巨大企業の発展を妨げています。バインダージェッティング金属3Dプリント技術（BJ）に携わる外国企業のほとんどは、さまざまなシミュレーション焼結ソフトウェアの開発や金属ナノバインダーの開発によって、収縮と変形の問題を解決したいと考えていることが分かっています。予想どおり、これらのアプローチは問題を根本的に解決するものではなく、コストがかかります。

長沙マーキュリーが低温ろう付け焼結技術を発明 南極熊は、長沙マーキュリーが独自のバインダージェット金属3Dプリント低温ろう付け（Braging）焼結技術の開発に成功したことを知りました。 Mercury の創設者 Li Xin 氏は、この技術を特殊なバインダージェッティング金属 3D 印刷技術 (BJB) と呼んでいます。

BJB技術は従来のBJ技術をベースとした革新技術であり、その中核技術は、新しい金属「グリーンボディ」低温ろう付けおよび焼結（ブレージング）技術を従来のBJプロセスの後処理焼結プロセスに統合することです。

BJBの技術プロセス:
1. 金属粉末を水性バインダージェッティング法でグリーンボディに3Dプリントします。
2. 乾燥および低温焼結後、グリーンボディに特殊なろう付け合金スラリーを塗布します（多くの処理方法の 1 つ）。
3. 400℃～1200℃の低温ろう付け浸透焼結（異なる金属には異なるろう付け合金を選択できます。ろう付け温度は従来の焼結温度より200℃～300℃低くなります）の後、溶融したろう付け合金がグリーンボディスケルトンの隙間に浸透して充填し、収縮や非対称変形がほとんどない緻密な金属部品が得られます。

例えば、316Lステンレス鋼の「グリーンボディ」の場合、従来のBJ技術の焼結温度は約1350℃ですが、特殊なBJB技術では、適切なろう付け合金を選択することで、約1100℃の比較的低温のろう付け浸透焼結により、収縮や非対称変形がほとんどない（収縮変形を5%以内に制御できる）緻密な316Lステンレス鋼部品を得ることができます。 BJB テクノロジーは、比較的低温 (200 度以上) でろう付けおよび焼結することにより、多くのエネルギーを節約し、環境に優しい技術です。

BJBに関連する基礎技術は国家発明特許の認可を受けており、独立した知的財産権を有しています。この技術は、特許で保護されているFDMなどの他の「間接金属3D印刷技術」のグリーンボディの後処理冶金焼結にも適用できます。

BJB テクノロジーにより印刷およびろう付けされた完成品<br /> 以下の写真は、Changsha Mercury が BJB テクノロジーを使用して印刷およびろう付けした 316L ステンレス鋼部品の一部を示しています。

△バインダージェット3Dプリントのグリーンボディ

△焼結後の完成金属製品

BJB技術の発明者であるLi Xin氏は、「バインダージェッティング金属3Dプリント技術の収縮と変形の問題を完全に解決するために、既存の技術的背景から、低コスト、グリーン省エネという競争上の優位性を持つBJB技術のような技術的な道を見つけるのは現時点では困難です」と述べています。

△BJB技術の発明者、李欣

アンタークティックベアは、BJB テクノロジーは独創的で競争力があり、将来が有望であると考えています。

長沙モケルイネットワークテクノロジー株式会社について<br /> 長沙モケルイネットワークテクノロジー株式会社は2019年に設立され、特殊な間接金属3Dプリント技術（材料、設備、プロセス）の研究開発と製造を専門としています。

現在、当社は以下のことに注力しています。