MIM射出成形と間接金属3Dプリントの国境を越えた詳細な対話

2021年9月10日、第1回Formnext + PM South China展示会で、Raise3DはMIM（金属射出成形）業界とAM（積層造形）業界の間で詳細な対話を開始しました。このオンラインセミナーに参加したゲストには、昆山耀徳企業有限公司の創設者である邱耀紅氏、蘇州肇新池智能科技有限公司の主任エンジニアである張史栄氏、BASF 3Dプリンティングソリューションズアジア太平洋のビジネスおよびオペレーションディレクターである陳立氏、およびRaise3D上海富志のテクニカルディレクターである麦偉氏が含まれていました。このセミナーは、Antarctic Bear の創設者である Li Haixiong が主催しました。セミナーのビデオリプレイを視聴するには、下の QR コードをスキャンしてください。

△QRコードをスキャンしてライブ放送のリプレイを視聴することもできます。この記事を通じて、Antarctic Bearはこのセミナーのいくつかの見解をさらに洗練させます。
MIM 業界と間接金属 3D プリントの歴史

1991年からMIM業界に携わってきたQiu Yaohong博士が、MIM技術の発展の歴史を紹介しました。邱耀宏博士は次のように述べた。「1985年、MIM技術はアメリカのロケットノズルに初めて採用されました。その後、国立台湾大学や中南大学などの大学の教授がMIM技術の研究を始めましたが、業界全体の規模は大きくありませんでした。2010年以降、モバイル通信産業が急速に発展する中、AppleはiPhoneのライトニングインターフェースなどの部品を生産するために、アジアでMIMサプライチェーンを探し始めました。2013年から2018年の5年間で、MIM工場の数は50から250に増加しました。」

チーフエンジニアの張士栄氏は次のように語った。「MIM技術は米国発祥です。BASFは初期段階で多くの実験作業を行い、豊富なデータを蓄積し、そのデータを顧客と共有しました。MIM業界の企業は、非常に迅速に学習し、大量生産することができます。これが、BASFが中国のMIM業界にもたらすサポートです。」

チェン・リー博士は次のように語っています。「BASF は MIM 業界の上流に位置し、中下流のパートナーに金属原料を提供しています。BASF は MIM 業界で大量生産の成功を収めており、小ロットのカスタマイズされた金属 3D プリントにもチャンスを見出しています。当社は金属ワイヤーを発売し、この業界のユーザーに最大の価値を創造したいと考えています。」

麦偉理事長は「富志は設立当初から間接金属3Dプリントをやろうと思っていたが、当時の条件は限られていた。3年以上前にBASFが対応材料を発表し、大規模な間接金属3Dプリントを実現できると信じ、ついにBASFと戦略的な協力関係を結んだ」と語った。

間接金属3Dプリント技術とMIMの類似点と相違点

チェン・リー博士は次のように述べた。「BASFが発売した金属3Dプリント用フィラメントは、金属含有量と材料の靭性の両方を考慮する必要があります。印刷を容易にするためには、金属含有量が高く、靭性が良好でなければなりません。」

邱耀宏博士は次のように述べた。「一般的に、間接金属3Dプリントで使用される金属粉末材料の体積比は60％で、収縮率は1.18です。つまり、印刷された部品の体積は脱脂および焼結プロセス中に収縮し、1.18 cmが1 cmに収縮します。したがって、脱脂および焼結プロセスは間接金属3Dプリントにとって非常に重要です。私とShironは、このリンクの問題を解決するための超大型炉を両方とも持っています。全体のプロセスには14のステップが必要です。BASF、Fuzhi、そして私たちは基本的にすべてのプロセスを解決できますが、いくつかのケースでは、着色などの後処理プロセスがまだ必要です。」

マイウェイディレクターは次のように語った。「間接金属3DプリントとMIMには類似点と相違点があります。両者は形成方法が異なります。間接金属3Dプリントはプリントヘッドを使用して印刷し、MIMは金型を使用して射出成形します。しかし、両者の後処理の脱脂と焼結のプロセスは同じです。」

チーフエンジニアの張士栄氏は、3つのサンプルを通じて、間接金属3Dプリントのさまざまな段階における部品の形態を観客に実演しました。3つのサンプルは、右から左に、3Dプリントされたグリーンボディ、脱脂・焼結後の部品、機械加工後の部品です。脱脂および焼結後、3D プリント部品の密度は 97% 以上に達し、これは MIM プロセスと同様です。
間接金属 3D 印刷プロセスは MIM 業界にどのような影響を与えるでしょうか?

チーフエンジニアの張士栄氏は次のように語った。「厳密に言えば、この2つのプロセスは相互に補完し合っています。一部の小ロットで複雑な製品では、型を開けるコストが比較的高く、このとき3Dプリントには利点があります。また、3Dプリントは柔軟性が高く、3Dプリントを使用してサンプルを短期間で作成し、顧客に迅速に提供できます。3Dプリントは、製品開発の初期段階にも適しています。MIMプロセスの焼結治具も、3Dプリントプロセスを通じて開発できます。」

邱耀宏博士は次のように語っています。「非常に薄くて小さな部品の場合、間接金属3Dプリントはまだ不可能です。また、中空製品、低密度製品、トポロジカル構造の場合、MIMは不可能です。さらに、MIMでは1kgを超える製品を作るのは難しいですが、3Dプリントでは10kgや20kgが可能です。各プロセスには独自の制限があります。間接金属3Dプリントを使用してMIM金型を作成すれば、もっと面白くなるのではないでしょうか。」

市場ポジショニングに関して、マイウェイディレクターは次のように語っています。「間接金属 3D プリンティングは、MIM および SLM 技術を補完する役割を果たします。簡単なサンプルや中空構造を作成するために使用できます。」

陳立博士は次のように述べた。「現在、FuzhiはBASFの一次代理店です。金属ワイヤーが必要な場合は、Fuzhiから購入できます。私たちは技術面で多くの協力を行っており、Fuzhiの印刷装置を使用すると、印刷パラメータと脱脂および焼結パラメータに関する最も完全なガイダンスを得ることができます。現在、316Lと17-4PHの2種類のワイヤーがあり、どちらもステンレス鋼に基づいています。第4四半期には、セラミックサポートワイヤーを発売します。これにより、印刷構造の複雑さが大幅に増加し、サポートの取り外しが非常に簡単になります。将来的には、ニッケルベースの合金、チタン、金型鋼などのワイヤーも開発する予定です。」

△ マイ・ウェイ監督がRaise3Dの金属加工機Forge1を紹介
将来のビジョン

陳立博士は次のように述べた。「金属3Dプリント部品の性能は、最終用途の性能と変わりません。私たちはこの方向性について非常に楽観的です。金属3Dプリントの開発の多くは、応用を目的としています。Fuzhiおよび産業チェーンとの協力を通じて、間接金属3Dプリントは大量生産と端末部品の使用へと前進することができます。私たちは金属ワイヤも継続的に発売しており、プロセスフローとアプリケーションの促進に多大な努力を注いでいます。」

麦偉取締役は「間接金属3Dプリンティングは当社の戦略レベルで非常に重要であり、将来的には富志の主な方向性となるだろう。当社はまた、BASFが発売するニッケルベースの合金、チタン、その他の金属材料に匹敵する研究開発を強化している。また、実験室レベルのチタン合金焼結装置も開発しており、来年発売する予定だ」と述べた。

間接金属3Dプリンティングマイナーリーグ

セミナー終了後、数名のゲストが一緒に昼食をとりました。チャット中に、いくつかのアイデアが衝突しました。「間接金属3Dプリントをより迅速に産業界に適用するために、BASFなどの材料メーカー、Raise3dなどの3Dプリンターメーカー、昆山耀徳や蘇州肇新池智能などの脱バインダーおよび焼結後処理メーカーを含む小規模な同盟を設立することができます。すべてのリンクが互いに協力して、産業チェーンを閉じます。」
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