3Dプリント用耐腐食合金を開発中！ 3D SystemsとHuntington Ingalls Industriesが協力

この投稿は Spectacled Bear によって 2021-3-22 09:13 に最後に編集されました。

はじめに: さまざまな分野で金属 3D プリント技術の需要が高まるにつれて、耐腐食性 3D プリント部品の製造が徐々に積層造形法の研究の焦点になってきました。
Antarctic Bear は、2021 年 3 月 18 日に 3D Systems が Huntington Ingalls Industries の Newport News Shipbuilding 部門と提携し、銅ニッケル (CuNi) およびニッケル銅 (NiCu) 合金用の粉末床融合積層造形プログラムを開発すると発表したことを知りました。 CuNi と NiCu はどちらも耐腐食性材料であり、海洋用途に非常に適しています。この新素材により、ニューポートニューズ造船所は従来の部品加工の代わりに積層造形技術を活用できるようになり、納期が 75% 短縮され、サプライチェーンの効率が向上すると期待されています。このプログラムにより、海洋分野における積層造形技術の応用が大幅に拡大します。
△ニューポートニューズ造船部門は、3Dプリント技術を活用して、コスト効率が高く納期を短縮できる部品を開発しています。その結果、ますます多くの分野のメーカーが従来の鋳造方法の代わりに AM を使い始めています。しかし、多くのアプリケーションでは、材料の入手が限られていることが大きな障害となっています。この協力は、海洋部品の生産において大きな前進となるでしょう。 CuNi と NiCu はさまざまな温度で高い強度と靭性を持ち、多くの分野で使用できることはよく知られています。しかし、従来の鋳造方法を使用した場合のリードタイムは非常に長く、12 か月を超えることもありました。そのため、3D Systems と Newport News Shipbuilding の協力が実現しました。この協力により、両社は合金組成の選択、プロセスパラメータ実験の設計、引張試験やその他の材料試験を含む部品の適格性確認に取り組むことになります。これらの新しい材料により、ニューポートニューズシップビルディングは金属積層造形法を使用して、バルブ、ハウジング、ブラケットの鋳造品や交換部品を製造できるようになります。 3D Systems は、これらの材料の使用を実証することで、これらの材料を同社の材料ポートフォリオに追加し、石油やガスの生産、精製、公共エネルギーの生成など、より多くの分野で金属腐食の問題に対処できるようになると期待しています。
△銅ニッケル合金とニッケル銅合金は海洋用途で広く使用されています（画像提供：Copper Development Association Inc.）
Antarctic Bear によれば、3D Systems は数十年にわたって米国海軍に付加製造の専門知識を提供しており、関連技術は航空機部品からダイビング部品まであらゆるものに使用されている。 3D Systems は 2018 年に、海軍艦艇の建造に金属積層造形技術を適用するための共同開発契約を Newport News Shipbuilding と締結しました (https://www.nanjixiong.com/thread-128031-1-192.html)。当時、船舶の製造には 3D Systems の ProX DMP 320 (DMP Flex 350 の前身) が使用されていました (Antarctic Bear Global 3D Printing Product Library https://product.nanjixiong.com/ にこの 3D プリンターが掲載されていますので、ぜひご相談ください)。 3D プリント技術は、損傷した部品を経済的かつ効率的かつ迅速に交換する方法を提供し、廃棄物とコストを削減しながら高精度部品の生産速度を向上させることができます。
△3Dシステムズ ProX DMP 320
銅ニッケルおよびニッケル銅合金<br /> 高温では、金属ニッケルと銅は任意の割合で混和し、冷却後に固溶体を形成します。簡単に言えば、溶解後に銅が多くニッケルが少ないものを銅ニッケルと呼び、その逆をニッケル銅と呼びます。固溶体中のニッケル含有量が高いほど、合金の色は白くなります。ただし、ニッケル含有量が 70% を超えない限り、肉眼では通常銅の黄色が見えます。
△銅ニッケル合金一般的な銅ニッケル合金は、白銅とも呼ばれています。純銅と比較して、銅ニッケル合金は金属強度、耐腐食性、硬度、導電性を大幅に向上させることができます。白銅の機械的性質と物理的性質は非常に優れており、延性、硬度が高く、色が美しく、耐食性、深絞り性能に優れています。造船、石油化学、電気機器、計器、医療機器、日用品、手工芸品などの分野で広く使用されており、重要な抵抗器や熱電対合金でもあります。白銅の欠点は、その主な添加元素であるニッケルが希少な戦略物資であり、比較的高価であることです。ニッケル銅合金は、常温での機械的性質と高温強度が良好で、耐腐食性が高く、耐摩耗性に優れ、加工が容易で、非磁性であるため、進行波管などの電子管の製造に適した構造材料です。航空機エンジンの構造材料としても使用可能です。
3D Systemsについて
30 年前、3D Systems は 3D プリントの革新を製造業界にもたらしました。現在、3D Systems は、主要な付加製造ソリューションパートナーとして、業界に革新、パフォーマンス、信頼性をもたらし、顧客がこれまで不可能だった製品やビジネスモデルを作成できるように取り組んでいます。 3D Systems は、ハードウェア、ソフトウェア、材料、サービスのユニークな提供により、医療、歯科、航空宇宙、防衛、自動車、耐久消費財などのヘルスケアおよび産業市場における幅広い高度なアプリケーションに対応しています。詳細については、Antarctic Bear 製品ライブラリ (https://product.nanjixiong.com/plugin.php?id=aljbd&act=view&bid=30&op=details) をクリックしてください。

参考文献: 1. 米海軍、原子力艦艇の部品製造に 3D Systems の金属 3D プリンターを導入 https://www.nanjixiong.com/thread-128031-1-192.html
2. 3D Systems と Huntington Ingalls Industries が直接金属印刷用の耐腐食性合金の認定に向けて協力https://www.3dsystems.com/press-releases/3d-systems-huntington-ingalls-industries-collaborating-qualify-corrosion-resistant
3. 3D Systems は造船および海洋用途向けの耐腐食性合金の開発を計画していますhttps://www.3dnatives.com/en/3d-systems-corrosion-resistant-alloys-for-shipbuilding-200320214/#!
4. 白銅https://en.wikipedia.org/wiki/Cupronickel

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