プロトラブズが金属3Dプリントのサイズを拡大

プロトラブズが金属3Dプリントのサイズを拡大
Protolabs は 1999 年の創業以来、射出成形と CNC 加工プロセスの高速化に注力してきました。 2014 年、Protolabs は、複雑な少量生産のシンプルなプロトタイプ作成のための産業グレードの 3D プリント サービスを開始しました。現在、Protolabs は 3D プリント、CNC 加工、射出成形、板金製造ソリューションを提供しています。
△写真提供:プロトラブズ プロトラブズは、大型金属部品の需要増加に対応するため、独立した大型3Dプリンターを2台使用しているとのこと。積層造形の場合、印刷される部品の複雑さと印刷物のサイズの間でトレードオフが発生することがよくあります。熱溶解積層法 (FFF) であれ、カーボン デジタル光合成法 (DLS) であれ、3D プリントされた部品の形状は非常に複雑になる可能性がありますが、この複雑さをより大きな部品に反映させることに成功した例は限られています。さらに悪いことに、印刷された部品のサイズを拡大しても複雑さが維持されるとしても、そのような部品の大量生産率は深刻な課題となります。
ポリマーおよび金属製造ソリューション企業である Protolabs は、形状の複雑さをより大きな部品に拡張できるだけでなく、安定した生産速度を維持できる産業用 3D プリンターを統合することで、この制限に対処しています。
アルミニウム – 経済的な3Dプリントの選択肢
2021 年の初めに、Protolabs は GE の X Line 2000R 3D プリンターを自社の 3D プリンター製品ラインナップに追加しました。 X Line 2000R は、最大 80cm x 40cm x 50cm の大容量印刷が可能です。印刷される部品のサイズが大きいことに加えて、プリンターは、-253°C から 705°C の温度範囲で、腐食、熱、寒さに対して非常に耐久性と耐性があるニッケルクロム合金であるインコネル 718 を使用します。インコネル 718 はその汎用性により、航空宇宙産業や自動車産業、医療分野でも多数の用途が生まれています。今年、Protolabs は、GE の M2 シリーズ 5 を含む 120 台を超える積層造形マシン群に、X Line 2000R プリンターを 2 台追加しました。 Protolabs は毎月 124,000 個以上の部品を印刷しています。
△GEのX Line2000Rプリンター輸送中。画像提供:Protolabs ただし、インコネル 718(別名アルミニウム)の性能品質を維持しながら、安価で軽量な金属印刷オプションの必要性が残っています。アルミニウムはインコネル 718 より約 4 倍軽いだけでなく、アルミニウム 1 キログラムあたりのコストは約 2.5 ドルで、インコネル 718 の 1 キログラムあたり 65 ドルの約 25 分の 1 です。 Protolabs がこの要求に応えられなかったのは、要求された部品の多くが積層造形で製造するには大きすぎたためです。こうしたニーズに応えるため、Protolabs は GE から 2 台目の XLine 2000R マシンを導入しました。このマシンは大型アルミニウム部品の製造に特化する予定です。
プロトラブズのグローバル プロダクト ディレクターである David Giebenhain 氏は、次のように説明しています。「過去の見積もり依頼を振り返ると、部品のサイズが原因で断らざるを得なかったアルミニウムの依頼が過去には多数ありました。アルミニウムは、通常、当社のポートフォリオの主要材料の 1 つです。金属 3D プリントの利点を実現するのに非常に適しています。非常に軽い材料で、熱伝導性も非常に優れています。アルミニウムは、当社が提供する材料の中で最も安価な材料でもあります。」
連続生産サイクル
X Line 2000R は、積層造形に直接金属レーザー溶融 (DMLM) 方式を使用します。インコネルであれアルミニウムであれ、このプロセスでは高出力レーザーを使用して、粉末金属の層に所望の形状を溶かし込みます。まず、金属の層がビルドトレイ上に均一に堆積されます。粉末は非常に細かく、各粒子は15〜65ミクロンの範囲です。次に、2 つの強力な 1,000 ワットのレーザーがこの層に部品の断面形状をマッピングし、その後、別の金属粉末の層を堆積して、このプロセスを繰り返します。レーザーは粉末層のさまざまな断面を溶かすようにプログラムできるため、1 回の構築で複数の部品を印刷できます。

直接金属レーザー溶融、大型寸法

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