デスクトップメタルは、1日あたり1台あたり20万個の生産能力で、コバルトフリーの超硬合金部品を大量生産できる。

デスクトップメタルは、1日あたり1台あたり20万個の生産能力で、コバルトフリーの超硬合金部品を大量生産できる。
2020年10月9日、南極熊は海外メディアから、金属3Dプリント企業デスクトップメタルが米国国防総省(DoD)から大規模な3Dプリントプロセスの開発とコバルトフリー硬質合金の大規模生産を研究する245万ドルのプロジェクトを獲得したと報じた。
△316Lステンレス3Dプリントパーツ
Desktop Metal 独自のシングルパスバインダージェッティング (SPJ) 技術は、新しい鉄ベースのナノ材料から作られたコバルトフリーのハードメタル部品を大量生産するために使用され、 1 台のマシンで 1 日あたり 20 万個の部品を生産できるようになります

「この新しいコバルトフリーの硬質金属グレードは、高い強度、靭性、硬度、耐摩耗性を実現することが期待されています」と、CCDC 陸軍研究所 (ARL) の材料エンジニアである Nicholas Ku 博士は述べています。「この新しい材料と Desktop Metal のシングルパス バインダー ジェッティング技術を組み合わせることで、防衛分野だけでなく商業分野でも重要な用途が生まれると考えています。」

「さらに、この組み合わせたアプローチにより、持続可能性が大幅に向上し、鉱物の使用が削減され、優れた特性を持つ部品を大量生産するための環境に優しいプロセスが提供されると考えています。」

デスクトップメタルのシングルパスバインダージェッティング( SPJ )技術

デスクトップ メタル プロダクション システムは、インクジェットと粉末ベースの金属 3D 印刷プロセスである SPJ テクノロジーを使用する大規模なマシンです。 Single Pass Jetting™ (SPJ) をサポートする Production System™ は双方向 3D 印刷を特徴としており、1 回の移動を無駄にすることなく 1 回の移動で 1 回の印刷が可能です。具体的なワークフローは以下のとおりです

△動画:シングルパスバインダージェッティング金属3Dプリント技術プロセス原理①3Dプリント。双方向シングルパス 3D 印刷では、印刷物が構築領域全体を通過するたび、印刷プロセスのすべてのステップ (粉末の堆積、拡散、圧縮、弾道抑制、バインダーの噴射) が適用されます。金属粉末とバインダーは、部品とその周囲の領域の両方からのバルク粉末でビルド全体が満たされるまで、層ごとに堆積されます。

②ファンを失う。ビルドが完了すると、ビルド ボックスが削除され、新しいビルド ボックスと交換されます。完成したビルド ボックスは洗浄ステーションに移動され、そこで粉末が除去され、部品は焼結の準備が整います。

③焼結。粉末を取り除いた部品は工業炉に投入され、融点近くまで加熱されます。バインダーを除去すると、金属粒子が融合して部品の密度が高まります。

Desktop Metal によれば、この生産システムは従来の粉末床融合 3D 印刷技術よりも 100 倍速く印刷できるという。

シカゴを拠点とする先進デジタル製造企業 Fast Radius は、金属付加製造能力を世界規模でさらに拡大することを目指し、2019 年に Desktop Metal の生産システムを導入した最初の企業の 1 つです。その後すぐに、フォード モーター社も、デスクトップ メタルに 6,500 万ドルの投資を主導した後、プロダクション システムを使用して試作を加速し、限定規模の生産部品を製造しました。

△ Antarctic Bearが撮影したDesktop Metalブースの動画 最近、Desktop MetalはTrine Acquisition Corpと合併し、3Dプリント事業をニューヨーク証券取引所に上場しました。株式価値は推定25億ドル(約167億人民元)。

△ SPJテクノロジーを搭載したデスクトップメタル生産システム、 Production System™装置
コバルトフリー超硬金属の大規模生産

コバルトは天然に存在する元素で、タングステンの金属結合材としてよく使用されます。コバルトはリチウムイオン充電池などの主要成分だが、特に採掘労働者にとっては呼吸器や皮膚に有害である。コバルトの採掘は、放射能レベルの上昇や河川や飲料水の汚染などの環境問題も引き起こします。

その結果、ARL はコバルトの代替品を研究し、新しい鉄ベースのナノ材料をマトリックスとして使用する特許取得済みのコバルトフリーの超硬質金属材料の開発に至りました。

新しい材料が開発されると、米陸軍司令部は、米陸軍研究所に代わって、国立製造科学センター (NCMS) と先進製造・材料・プロセス (AMMP) コンソーシアムに、新しい硬質金属を 3D プリントするためのコスト効率の高い大量生産プロセスを提供する任務を Desktop Metal に与えました。

このプロジェクトでは、Desktop Metal がコバルトフリーの硬質金属用の原料およびバインダー システムを開発します。追加のツールを使用せずに、SPJ プロセスにより、新しい硬質金属を複雑なネットシェイプまたはニアネットシェイプの部品に印刷します。目標は、1 台のマシンで 1 日あたり少なくとも 20 万個の部品を印刷することです。

Desktop Metal はコスト分析も提供し、SPJ テクノロジーを拡大して、1 日あたり少なくとも 50 万個のプロトタイプ部品を製造できるようにします。 Desktop Metal は、SJP プロセスがさまざまな商業および防衛用途に適した二重使用技術の「開発をリードする」と考えています。

△デスクトップメタルのIPO決定により5億7500万ドル(38億5000万元)の調達が可能、写真はデスクトップメタルより
超硬合金分野

Desktop Metalによると、超硬合金市場は2024年までに240億ドルに成長すると予想されている。超硬合金は、石油・ガス、化学・繊維、農業用具、航空宇宙、防衛、建設などのさまざまな産業のさまざまな用途に使用されています。

Desktop Metal のプログラム担当副社長である Animesh Bose 博士が、この 3 年間のプロジェクトの主任研究員を務めます。 ASM International および APMI International の研究者として、Bose は粉末材料処理の分野で 40 年の経験を持っています。

同氏は次のように述べた。「このプロジェクトの成功は、超硬合金業界にコバルトフリーの超硬合金ソリューションを提供するだけでなく、他のほとんどの大量生産技術に匹敵する速度で、そのような材料から極めて複雑な特殊形状の部品を製造できる工具不要の加工技術を開発し、超硬合金とその用途に新たな展望を開くことになるだろう。」

このプロジェクトは、国防総省と民間用途の両方において、金属、合金、その他の複合部品をより環境に優しい方法で大量生産する方法を提供することに役立ちます。

△アニメシュ・ボーズ博士がこの3年間のプロジェクトの主任研究員を務める。画像はDesktop Metalより

出典: 3dprintingindustry




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