デジタルメタル、バインダージェッティング3Dプリント用純銅粉末を発売

2021年2月27日、南極熊は、産業用3Dプリンターメーカーのデジタルメタルがバインダージェッティング3Dプリント技術向けの新しい純銅粉末DM Cuの発売を発表したことを知りました。

DM P2500 3D プリンターのユーザーは、ワークショップで 99.9% 純度の銅部品を 3D プリントできるようになりました。この材料は優れた熱伝導性で知られており、エンジンや電子機器の熱交換器、パイプ、ラジエーターなどの熱伝達部品に最適な材料です。

純銅は延性と導電性に優れているため、電線などの電気コネクタの製造にも広く使用されています。銅には抗菌作用もあるため、用途はそれほど一般的ではないものの、医療機器の 3D プリントに新たな道が開かれる可能性があります。

デジタルメタルのCEO、クリスチャン・ロネ氏は次のように語っています。「デジタルメタルのバインダージェッティング技術を使用した純銅の印刷は、これまでで最も期待されていた材料の発売の1つであり、バインダージェッティングではまったく新しいものです。銅は常に当社の顧客の希望リストの上位にあり、eモビリティや熱伝導性などの急成長分野で銅アプリケーションの需要が急増しているため、タイミングは完璧です。」

△DM P2500 3Dプリンター、画像はDigital Metalから、関連製品はグローバル3D印刷製品ライブラリhttps://product.nanjixiong.comに含まれています。クエリを入力することを歓迎します。
ホーンアンテナとラジエーター

Digital Metal 社はすでに、社内で数多くのテストアプリケーションを通じて新しい DM Cu 粉末の実験を行っています。まず、同社は電波のビームを方向付けるために使用されるホーン導波管アンテナを3Dプリントした。

ホーンアンテナなどのコンポーネントは、通常、従来の技術を使用して製造するには非常にコストがかかり、特殊な研究や航空宇宙プロジェクトで少量のみ必要になる場合があります。その結果、各部品のコストが大幅に上昇する可能性があります。Digital Metal は、3D プリント技術を通じてこの問題を解決できます。ここでバインダージェッティングを使用することで、同社のエンジニアは軽量で薄壁の構造を選択し、リブを使用して必要な剛性を追加できたため、重量の削減にも役立ちました。

△ Digital Metal 社が 3D プリントした純銅ホーンアンテナ、写真は Digital Metal 社より
同社はまた、ジャイロスコープ形状の三重周期極小面（TPMS）ヒートシンク（nTopologyのヒートシンクに類似）を3Dプリントした。プレートフィンやピンフィンの設計と比較して、ジャイロ形状のフィンは熱伝達率と剛性が向上しており、3D プリントでのみ製造できます。 Digital Metal のヒートシンクでは、TPMS 構造が変更され、底部の壁が厚く、上部の壁が薄くなり、対流が強化されます。

ロネ氏は次のように付け加えた。「当社はこのプロセスを社内で長らく開発しており、デジタルメタルバインダージェッティング用の高品質銅プロセスを提供できることを非常に嬉しく思っています。」

△デジタルメタルは、ヒートシンクを最適化するために純銅粉末3Dプリントを使用しています。画像はデジタルメタルより
デジタルメタルの素材ポートフォリオ

DM Cu の追加により、金属粉末の大手メーカーである親会社 Höganäs AB による Digital Metal の広範な粉末ポートフォリオがさらに強化されます。

同社は最近、完全な熱処理が可能で、優れた硬度と圧縮強度を備えた高炭素、高クロム鋼である独自の DM D2 工具鋼合金を導入しました。この素材は耐摩耗性と強度に優れているため、工具用途に最適です。

TRUMPF Greenlight SLM テクノロジー 3D プリント銅

以前、Antarctic BearはTRUMPFがSLM金属3Dプリンターのグリーンライトバージョンを使用して銅部品の印刷に成功したと報告しました。
銅の熱伝導率と反射率は非常に高いため、銅金属、特に純銅は、従来の3Dプリントでは効果的に成形することが困難です。銅の室温での近赤外線の吸収率はわずか5％であるため、処理ウィンドウが非常に狭く、完璧なパラメータを見つけるのが難しく、処理効率が非常に遅くなります。部品の機械的特性と導電性はどちらも大幅に制限されます。さらに、95%のエネルギー反射は、設備自体にも極めて有害です。銅は緑色レーザーの吸収率が高く、40%近くあります。これは近赤外線レーザーの8倍です。吸収率が良いということは、加工ウィンドウが比較的広いことを意味し、部品の機械的特性と電気伝導性が大幅に向上します。反射率の低下により、加工プロセスがより安定して効率的になります。 △ TRUMPFマネージャー李忠倫
実際、銅 3D プリントは、銅の特性と 3D プリントの柔軟性を活用できる民間産業での用途が数多くあります。熱交換器
一体型の 3D プリント熱交換器は設計が最適化されており、組み立てや溶接が不要になり、統合ユニットとして処理できます。 3D プリントされた熱交換器は、他の方法で製造されたものよりも軽量で効率的です。
インダクタ
一般的に、インダクタのインダクタコイルは、いくつかの機械的な製造プロセスを経る必要があります。コイルは手作業で曲げられ、目的の形状に溶接されます。これは、作業者の手作業と経験を試す絶好の機会です。溶接ポイントごとに電流が変化し、パフォーマンスが大幅に低下します。さらに、インダクタコイルの性能はその幾何学的形状によっても制限されます。従来の製造プロセスでは通常、比較的単純な形状しか実現できませんが、3D プリントではインダクタコイルをよりコンパクトかつ複雑にすることができ、より高い効率を実現できます。 3D プリントセンサーの耐用年数は従来の製造方法に比べて大幅に向上しており、センサーの交換頻度を減らしてコストを節約できます。
Heraeus 社が製造したクロム銅粉末を例にとると、TRUMPF TruPrint 1000 グリーンプレートを使用して処理した後、いくつかの重要な機械的特性が示されます。そのうち、相対密度は99.5％以上に達します。熱処理後、サンプルの90度方向の引張強度は470MPaに達し、伸びは26％に達し、室温での導電率は81％です。
しかし、従来の赤外線レーザーで加工したクロム銅のワークピースは、引張強度が 380 MPa、伸びが 15%、導電率が 75% です。
これはオーストリアの会社m4pが製造したT1グレードの純銅です。TruPrint 1000グリーンライトバージョンを使用して印刷した後、いくつかのパフォーマンス指標を備えています。電気伝導率は国際焼鈍銅規格の100％に達し、密度は99.5％以上に達します。印刷パラメータから、485ワットのレーザー出力はガルバノメーターのスキャン速度600mm / sに対応できることがわかり、非常に高い処理効率を反映しています。

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