3D Systems、自動車および航空宇宙分野での可能性を秘めた2つの新しいDMP 3Dプリント合金の承認を取得

はじめに: 最近、Antarctic Bear は、アメリカの 3D プリンター製造会社 3D Systems が、独自の直接金属印刷プラットフォームで高強度で耐腐食性のある部品を製造するために、材料ポートフォリオに 2 つの新しい合金を追加したことを知りました。
3D Systems は、AlSi10Mg や Ti Gr23 などの従来の鋳造合金の利点と優れた強度対重量比を兼ね備えた耐久性のあるアルミニウム合金材料 Scalmalloy を認定しました。一方、同社の M789 合金はコバルトを含まない合金で、特に DMP Flex、Factory 350、ProX DMP 320 モデルで印刷する場合に、より高い硬度とより広い処理ウィンドウを提供します。
APWORKS および BÖHLER Edelstahl と共同で設計され、3D Systems のマシンでの使用に特別に認定されたこれらの金属は、それぞれのユーザーに新しい自動車、航空宇宙、金型製造、エネルギー用途の可能性をもたらします。
「M789 合金を当社の金属 3D 印刷ソリューションの一部として採用することで、自動車業界のお客様に精度の向上を提供します」と、3D Systems の輸送およびモータースポーツ部門の責任者である Kevin Baughey 氏は説明します。「これにより、コンフォーマル冷却用の金型インサートやタイヤのトレッドモールドなど、より高い忠実度とより薄い壁を必要とするアプリケーションにこの技術を利用できるようになります。自動車業界のお客様は、イノベーションを前進させ、加速させるために、積層造形にますます頼るようになっています。」
△3D Systemsは、DMP 3Dプリンティングプラットフォーム向けに2つの新しい高強度合金を特定しました。画像提供：3D Systems
スカルマロイ：離陸準備完了
3D Systems の Scalmalloy は、重量効率に優れた耐荷重部品の 3D プリント用に特別に設計されており、引張強度は 520MPa、降伏強度は 480MPa です。その結果、社内テストでは、この材料は AlSi10Mg よりも大幅に強度が高く、特に高強度で耐腐食性のある部品の製造に適していることが証明されました。
3D Systems は APWORKS と連携して、自社開発した 3DXpert ソフトウェアを使用して、Factory 350 Flex 350 システムでこの材料を処理するための理想的なパラメータセットも開発しました。これらのパラメータを使用すると、この合金は、強度の高いレーシングカーの構造部品、半導体部品、フィルターや導波管などの航空宇宙部品を製造できると報告されています。
「スカルマロイは、非常に魅力的な強度対重量比を備えており、従来の多くの高強度アルミニウム合金よりも 3D プリントに適しています」と、3D Systems の航空宇宙および防衛担当副社長であるマイケルシェパード博士は述べています。「これらの性能特性により、スカルマロイは航空宇宙用途に最適であり、お客様が今後もイノベーションを推進していく様子を見るのが楽しみです。スカルマロイを使用した部品の積層製造機能を当社のポートフォリオに追加することは、特に航空宇宙のお客様にとって大きな前進です。」
△エアバスAPWORKSライトライダーバイクの車体は、スカルマロイ（アルミニウム合金素材のブランド）を使用して3Dプリントされています。写真提供：APWORKS
3D Systems 認定 M789
3D Systems は、環境に有害なコバルトを含まず、ロックウェル硬度 52 HRC までさらに強化できる、超高強度金型およびツール向けに最適化された材料として、新しい「CertifiedM789」合金 (BÖHLER M789 AMPO とも呼ばれる) を認定しました。
APWORKS の Scalmalloy 開発と同様に、3D Systems は GF Machining Solutions と連携して、M789 が再現性の高い部品品質とパフォーマンス結果を達成できるように認定しました。この過程で、同社は長期にわたる反復用途の工具や高温安定性を必要とする部品の製造に最適な、極めて耐食性の高い鋼を開発しました。
これらの特性により、この材料はコンフォーマル冷却用の金型インサートの製造に使用でき、また耐久性があるため、エネルギー分野のドリルビットや切削工具への応用も期待できます。 3D Systems の Scalmalloy と同様に、M789 も自動車分野で大きな可能性を秘めており、継続使用後の信頼性が高いことから、タイヤ金型やドライブトレイン、車軸部品の 3D プリントには理想的であると考えられます。
3D Systems の材料について詳しく知りたい方は、Scalmalloy と M789 の両方が、2021 年 9 月 13 日から 15 日まで開催される RAPID+TCT ショーで展示される予定です。同社はブース（E7601）で「これらの材料の利点を探る」を提供し、アプリケーションイノベーショングループを通じて顧客がこれらの材料を処理するための最適な設定を実現できるよう支援します。
△3D Systems社のDMP認定Scalmalloyを使用して3Dプリントされたサスペンション「ロッカー」。画像は3D Systemsより。
スカルマロイの自動車分野への可能性
3D Systems による Scalmalloy の発売は、この金属が自動車の 3D プリントにますます使用されるようになり、現在では F1 での使用も承認されている時期に行われました。アルファロメオ・レーシングは、このチャンスをすぐに活用し、2021年型マシン用に304個の部品を3Dプリントした。そのうち36%はスカルマロイ製だ。
先月、英国のデジタル製造センター（DMC）も、Scalmalloy 3Dプリント部品の認定サプライヤーになりました。 DMC は APWORKS と提携しており、高水準の部品を生産していると言われており、その結果、同社は世界中の Scalmalloy 部品サプライヤーの上位 1% にランクされています。
自動車業界の他の分野では、ブガッティのブレーキキャリパーからフィアットクライスラーのサスペンション部品まで、あらゆるものの生産に 3D プリントが使用されています。 Scalmalloy が 3D Systems の DMP マシンで認定されたことで、この超耐久性金属がこの傾向をさらに加速し、近い将来に新たな用途が見つかることは当然のことです。

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粉末材料と金属3Dプリント技術の発展との関係について簡単に説明します。

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