材料コストを60%削減、Farsoon High-Techがポリマー材料の2:8比率の革新的なプロセスを発表

出典: ファースーンハイテック

3D プリント材料は、3D プリント技術の推進と応用の基礎であり、根本的な保証です。優れた性能を持つ 3D プリント材料の開発は、3D プリント業界のさらなる発展に向けた強力な原動力です。 3Dプリント材料には、主にポリマー材料、金属材料、セラミック材料が含まれます。ポリマー材料の熱可塑性、流動性、急速冷却および接着特性により、ポリマー材料は3Dプリントで最も消費され、広く使用されている加工消耗品となっています。

Farsoon High-Techは、設備製造と材料研究開発を統合した世界初の工業用3Dプリントのリーダーです。2009年の設立以来、ナイロン、炭素繊維複合ナイロン、ガラスマイクロビーズ複合ナイロン、鉱物繊維複合ナイロン、ナイロン6、TPUなど、9種類のポリマー3Dプリント材料の開発に成功しました。パートナーと共同で7種類のポリマー3Dプリント材料を開発し、市場で高い評価を受けています。

顧客の使用コストを削減し、3Dプリントの産業化を全面的に推進するために、Farsoon High-Techは品質、技術、コストの面で顧客のニーズを全面的に考慮しました。革新的な研究開発を通じて、製品の品質を確保しながら、ポリマー粉末材料の再利用性を従来の5：5の粉末比率から2：8に向上させることに成功しました。つまり、採用された粉末比率は20％の新粉末＋80％の残留粉末であり、オーバーフロー粉末は実際の状況に応じて追加されます。

ポリマー粉末材料を配合する必要があるのはなぜですか?
従来の選択的レーザー焼結の分野では、ワークピースを除いて、印刷後の粉末パッケージの大部分は、レーザーによって焼結されていない粉末です。高温環境に長時間置かれ、レーザー焼結されなかったこの粉末は、一般に残留粉末と呼ばれます。次の印刷の前に、残った粉末はふるいにかけられ、一定の割合の新しい粉末と混合され、再利用のために装置に投入されます。

残留粉末は高温環境下に長時間置かれるため、残留粉末の溶融流動性の悪化や粉末間の軟凝集の発生など、粉末の老化が進行します。その結果、残留粉末が新しく調製した粉末の大部分を占める場合、焼結ワークピースに性能偏差が生じ、ワークピースにオレンジピールなどの問題が発生しやすくなります。したがって、新しく調製した粉末の残留粉末の量は多すぎることはできません。ほとんどのメーカーは、新しい粉末と残留粉末の比率を 5:5 にすることを推奨しています。一定量使用すると、残留粉末をすべて再利用することはできません。そのため、無効な粉末が継続的に生産され、顧客の生産コストに大きな負担がかかるだけでなく、環境にも影響を与えます。

お客様の生産現場の実際の状況に応じて、通常は 2:8、つまり 20% の新粉 + 80% の余剰粉を境界線として計算します。遊休の余剰粉が多いほど、廃棄量が多くなります。

例えば、40kgのポリマー粉末を5:5の割合で混合し、8%の充填密度で印刷すると、最終的に約32kgの残留粉末が生成されますが、そのうち20kgの残留粉末のみが20kgの新しい粉末と混合して再利用でき、残りの12kgの残留粉末は完全に無駄になります。類推すると、各シリンダーは使用できない12kgの無駄な残留粉末を生成することになり、大きな無駄が発生し、目に見えない形で生産コストが増加します。

2:8 比率のプロセスにより、顧客の材料コストが 60% 削減されます<br /> 顧客の使用コストを削減し、3Dプリントの産業化を全面的に推進するために、Farsoon High-Techは革新的な研究開発を通じて、製品の品質を確保しながら、ポリマー粉末材料の再利用率を従来の5：5の粉末比率から2：8に向上させることに成功しました。つまり、使用される粉末比率は20％の新粉末と80％の残留粉末であり、オーバーフロー粉末は実際の状況に応じて追加されます。

現在、Farsoon High-Techは関連技術を通じて、FS3300PA、FS3401GB、FS3300PA-F、FS3401GB-F材料など、いくつかの材料で新しい粉末の低い割合を実現しています。新粉と残留粉の比率が5:5でも2:8でも、焼結ワークピースとワークピース表面の性能は基本的に同じです。顧客にとっては、新しい粉末：残留粉末比率 2：8 を採用することでコストを 60% 削減でき、製品競争力が大幅に向上します。

たとえば、顧客がFarsoon HT403P装置を使用して印刷するとします。印刷されたパッケージの高さは約400mmで、印刷されたワークピースの重量は7kgです。この場合、40kgの混合粉末が必要です。異なる比率を使用した場合のコストは次のとおりです。
完成品は安定した性能と優れた表面仕上げを備えています。顧客のコスト削減、製品競争力の向上、エネルギー消費量の削減を支援することが、常に Farsoon の目標でした。体系的な実験とデータ監視を通じて、この粉末比率を使用した焼結ワークピースは安定した性能を備えているだけでなく、表面の一貫性も良好であることが証明されています。新粉を20％の割合で投入すると、お客様の残粉が動的バランスとなり、余剰で無駄な残粉は発生しません。

多くのプロセス実験と性能テストを経て、Farsoon Technology は粉末比率の改善に成功しました。形成されたサンプルは、優れた物理的および機械的特性を備えています。

一方、独自に開発した材料生産ラインにより、材料の分子構造設計を調整し、残留粉末がレーザーで溶融された後の溶融物の流動性が、基本的に新しい粉末の溶融物の流動性と同じになるようにし、ワークピースの表面にオレンジピールが生成されないようにします。

一方、粉末間の硬い凝集物も減少します。粉末間に硬い凝集体が多いと、粉末の流動性が低下し、ワークピース全体の多孔度が高くなり、ワークピースの性能に影響を与えるだけでなく、硬く凝集した粉末はレーザーエネルギーを吸収した後も完全に溶融せず、粉末溶融物の流動性が悪くなるため、レーザーによって溶融された溶融物の収縮が毎回不均一になります。高温環境下での粉末の固い凝集を低減するために、粉末製造工程中の粉末の熱安定性を向上させ、高温環境下での粉末間の固い凝集を低減するとともに、その後の物理的方法により粉末間の固い凝集を排除します。

ファルスーン氏はこの技術的手段に関して関連発明特許を申請し、正式な認可を得たと伝えられている。

材料コストを60%削減、Farsoon High-Techがポリマー材料の2:8比率の革新的なプロセスを発表

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