ヘレウスとTRUMPF、アモルファス金属の産業用3Dプリントの新たな用途を拡大

• 共同プロジェクトにより、アモルファス金属部品の工業グレード3Dプリントのプロセスとコスト効率が改善
• 新しい3Dプリント部品は等方性であり、構築方向に関係なく高い強度を維持します。
• 医療機器、航空宇宙、機械工学などの産業における高応力部品にメリットがもたらされる可能性がある。

2020年4月22日、Antarctic Bearは、ドイツの2つのテクノロジー大手であるHeraeusとTrumpf Groupが最近協力してアモルファス金属（「金属ガラス」とも呼ばれる）3Dプリントの研究を共同で実施し、プロセスとコスト効率を改善し、アモルファス金属部品のプリントが工場の標準的な生産プロセスになることを知りました。アモルファス金属は鋼鉄の 2 倍の強度を持ちながら、はるかに軽量で弾力性に富んでいます。アモルファス金属は等方性であるため、3D プリントで使用される構築方向に関係なく、その材料特性は同じままです。 3D プリントを使用すると、非常に強力な部品を作成できるだけでなく、エンジニアにさらに大きな設計の自由度も提供します。将来的には、アモルファス金属 3D プリンティングは、航空宇宙産業や機械工学産業で使用される高応力部品や軽量部品など、多くの分野にメリットをもたらす可能性があります。これらの材料は生体適合性があるため、医療機器にも最適です。

△プロジェクトチーム左から右へ：プロジェクトチームは、Heraeus Amorphous Metals および TRUMPF Group Additive Manufacturing Business Unit の従業員で構成されています：Hans-Jürgen Wachter (Heraeus Amorphous Metals 責任者)、André Kobelt (Heraeus Group 取締役会メンバー)、Moritz Stolpe (Heraeus Amorphous Metals)、Valeska Melde (Heraeus Amorphous Metals)、Arwed Kilian (TRUMPF Group Additive Manufacturing Business Unit)、Klaus Parey (TRUMPF Group Additive Manufacturing Business Unit ゼネラルマネージャー)、Jan-Christian Schauer (TRUMPF Group Additive Manufacturing Business Unit)。 (画像提供: Heraeus Amorphous Metals)

3Dプリンティングはアモルファス金属の新たな産業用途を切り開く

「アモルファス金属部品の 3D 印刷は、産業分野ではまだ初期段階にあります。このコラボレーションにより、印刷プロセスのスピードアップ、部品の表面品質の向上、そして最終的にはお客様のコスト削減につながります。この技術の適用範囲をより多くのアプリケーションに広げ、まったく新しいアプリケーションを開拓していきます」と Heraeus AMLOY の責任者である Jürgen Wachter 氏は説明します。

「アモルファス金属は、積層造形技術（3Dプリンティング）にとって最も重要な産業の一つである医療機器など、多くの産業に応用できる可能性があります。したがって、この協力はTRUMPFグループの産業用3Dプリンティングソリューションにとって、この重要な市場をさらに発展させる絶好の機会になると考えています」とTRUMPFグループの積層造形事業部門ゼネラルマネージャー、クラウス・パレイ氏は述べました。

△アモルファス金属拡張スリーブアモルファス金属は、液体金属を急速に冷却して形成される金属材料です。3Dプリンター機器は、この材料を使用して、他の製造プロセスでは実現できない複雑な大型部品を製造することができます。したがって、3D プリンティング技術は、アモルファス金属の新たな産業応用分野を開拓することになります。さらに、3D プリントの助けにより、アモルファス金属は軽量設計における大きな可能性も実現できます。 3D プリントされた部品は機能要件を満たしながらも冗長な構造を持たないため、材料の使用量と部品の重量が最小限に抑えられます。アモルファス金属は本質的に軽量であるため、3D プリントとアモルファス金属を組み合わせることで、さまざまな用途の軽量化のニーズを満たすことができます。 3D プリント技術により、アモルファス金属部品の製造がより便利になり、その応用範囲も広がります。この技術により、ユーザーは個々の部品を製造し、それを完成品に組み立てる必要がなく、完全なコンポーネントを直接製造できます。

最適化された材料 + 専用の3Dプリント装置 = 高品質の部品を大量に生産

このコラボレーションでは、Heraeus Amorphous Metals は、アモルファス金属の製造と加工に関する専門知識と、TRUMPF の付加製造に関する豊富な経験を活用しています。 Heraeus Amorphous Metals は、アモルファス合金を 3D プリント用に最適化し、TRUMPF の TruPrint マシンに最適な材料をカスタマイズしました。 TRUMPF がリリースした最新の TruPrint 2000 は、アモルファス金属の印刷に最適です。この装置には粉末準備ステーションが装備されており、印刷された部品の開梱と不活性保護雰囲気での粉末の取り扱いが可能で、未使用の粉末はリサイクルされます。このような材料は酸素と急速に反応するため、この設計はアモルファス金属にとって重要です。同時に、TruPrint 2000 には 2 つの TRUMPF 300W ファイバーレーザーが搭載されており、プリンターの成形室全体に同時に配置できるため、単一コンポーネントの処理時間が大幅に短縮されます。スポット径はわずか 55 マイクロメートルで、少量または大量バッチで極めて高い表面品質のアモルファス金属部品を生産できます。溶接プール監視機能は、加工中に溶接プールの品質を自動的に監視および分析し、プロセスの逸脱を早期に検出します。

△Trumpf Groupの最新3DプリンターTruPrint 2000、画像提供：Trumpf Group
顧客はアモルファス金属部品を注文したり、自分で印刷したりできる。

TRUMPF 3D プリンターをお持ちのお客様は、プリンターを使用して Heraeus Amorphous Metals が提供するジルコニウム合金を加工したり、3D プリントされたアモルファス金属部品を Heraeus Amorphous Metals に直接注文したりできるようになりました。将来的には、Heraeus Amorphous Metals と TRUMPF も 3D プリントに銅合金とチタン合金を使用したいと考えています。

出典: TRUMPF

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