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アウンデラ・シュローダー
3Dプリンター技術のアディティブ・マニュファクチャリングの風景を紹介

現在市場に出回っているアディティブ・マニュファクチャリング技術を熟知しておきましょう。以下に、これらのユースケースを中心に技術を開発してきた一般的な材料の種類と機械メーカーを紹介します。 

序章

市場には非常に多くの添加剤製造(AM)技術と材料が存在するため、特定の用途に最適な技術を特定することは、人々を圧倒する可能性があります。市場には多くの技術があるため、この記事の目的は、それぞれの添加剤製造技術を分類してまとめることです。  

 

Link3Dのインフォグラフィック。AMテクノロジーズ

 

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シートラミネーション

 

LOM 積層物製造

LOM(Laminated Object Manufacturing)とは、Helisys Inc.(現キュービックテクノロジーズ)が開発した。

LOM 3Dプリンティングプロセス - LOMプロセスでは、紙、プラスチック、金属、または複合材の層が接着剤でビルドプラットフォーム上に積層されます。ヒートローラーが材料の上を通過すると、圧力と熱が加わり、接着剤が材料を融着させます。その後、コンピュータ制御のレーザーまたはブレードがパターンに基づいて材料を切断します。オブジェクトの層が形成されると、ビルドプラットフォームが下がります。 

LOM後処理- パーツの印刷が完了したら、ビルドプラットフォームから取り外します。余分な材料は切り取らなければなりません。オブジェクトは、滑らかな表面を可能にするために、サンディングまたは仕上げることができます。紙が水分を吸収しないように、塗料やラッカーを塗布することができます。 

LOMの長所と 短所 - LOMはステリソグラフィ(SLA)や選択的焼結(SLS)ほど正確ではありませんが、いくつかの利点があります。LOMは生産のための密閉されたチャンバーを必要としないため、大型モデルの構築が容易になります。LOM用の材料も安価です。LOMは複雑な形状や中空部を持つ部品の作成には適していません。そのため、機能的な試作品を作ることはできません。 

LOMの使用例- LOMは、スケールモデルの作成、形状やデザインテストのための概念的なプロトタイプを作成するためによく使用されます。また、砂型鋳造や金属鋳造工程でのパターン作成にも使用されています。 

LOM 3Dプリンター - EnvisionTec SLCOM - 選択的積層複合材製造。SLCOMは、熱可塑性樹脂を含浸させた女性用複合材料を使用して、工業用熱可塑性樹脂のロールから層ごとに積層された熱可塑性複合材料の布シートを使用して、ソリッドパーツを製造します。 

 Mcor ARKeは、紙ベースの選択的蒸着ラミネーション(SDL)技術をインクジェット印刷で活用した3Dプリンターです。

 

材料の押し出し

 

FDM - 溶融成膜モデリング

Fused Deposition Modeling(FDM)、またはFused Filament Fabrication(FFF)は、連続的な熱可塑性フィラメントを使用する3Dプリント方法です。

 

図1 FDM技術 -3D HUBSからのイメージ

     

FDM 3Dプリンティングプロセス- FDMでは、溶融した材料を所定のパスのレイヤーごとに堆積させることにより、オブジェクトを構築します。

FDM後処理- パーツが印刷されると、ビルドプレートから取り外す必要があります。その後、サポートは、手動で削除するか、適切な溶剤を使用して溶解されています。また、サンド、コールドウェルド、ギャップフィル、メタルプレート、ポリッシュ、プライムとペイント、溶剤に浸漬し、印刷されたオブジェクトをエポキシコートすることができます。 

FDMの利点と欠点 - FDMの利点は、高強度、費用対効果の高い、防水材料が含まれています。多くの材料の色が利用可能です。FDMは、ホットグルーガンのように層を敷き詰めていきます。これはリビングにつながり、あなたは各層からの線を見ることができます。これらの線を除去するために、研磨やサンディングを追加することができます。

FDMの使用例 -Fortus 900mcのようなStratasys FDMプリンタを使用すると、自動車産業は、従来の製造よりも迅速に設計を変更し、製品を発売することができます。  

FDM 3Dプリンタ- Stratasys Fortusシリーズは、生産用に構築されたオールインワンのラピッドプロトタイピングシステムです。Stratasys Mojoは、プロフェッショナルな3Dプリントのための出発点です。Stratasys 380mc, 450mc, 900mc, F900は生産用に設計されています。Stratasys Fシリーズ、MarkForged Markシリーズは、CADから数時間で美しい最終用途のパーツに仕上げることができる唯一のプリンタです。Ultimakerマシンは、複雑な設計を実現するために使用されます。デスクトップメタルプリンタは、スループットを向上させるための高度な印刷機能とスケーラビリティを備えています。

 

バット重合

 

SLAステレオリソグラフィー 

SLAは、1986年に発明者が特許を取得した初の3Dプリンティング技術です。 


SLA3Dプリンティングプロセス - SLAでは、UVレーザービームは、オブジェクトを作成するためにポリマー樹脂の層ごとに層を硬化させます。SLAで使用される材料は、液体状の熱硬化性ポリマーです。

SLA後処理-モデルから支持構造を切り離し、表面に凹凸を残しています。高品質の表面仕上げが要求される寸法精度を向上させるために、印刷後にサンディング処理を行います。他の後処理の種類としては、ウェットサンディング、鉱物油仕上げ、スプレーペイント、ポリッシュなどがあります。 

SLAの利点及び短所 - SLA は日光にさらされたとき SLA の部品の複雑で、次元的に正確な parts.The 機械特性および視覚的な出現を作り出すことができます低下します。色は SLA の印刷で限られています。

SLAの使用例- SLAは、航空宇宙、自動車、産業、医療など多くの業界で使用されており、工具、治具、治具の製造コストの削減、医療機器の設計とテストのスピードアップ、矯正歯科業界向けのクリアアライナーの開発などに使用されています。 

SLA 3Dプリンター - Formlabs Form 2は、彼らが複数の業界にまたがるアプリケーションのための新しいユースケースを開くために定期的に起動する液体フォトポリマー樹脂から固体等方性を硬化させるためにレーザーを使用する能力で知られています。コンシューマー市場向けには、DWS XFabは3D Printing Industry Awardsの「Best Personal 3D Printer in 2017」(2017年ベストパーソナル3Dプリンター)として知られています。 

 

DLPデジタルライトプロセッシング 

DLPは3Dプリント技術の中で最も古い技術で、1987年にLarry Hornbeck氏によって開発されました。フォトポリマーを利用しているので、SLAに似ています。 

DLP 3Dプリンティングプロセス - DLPは、デジタルプロジェクターのスクリーンを使用して、プラットフォーム全体の各層の単一のイメージを一度にフラッシュします。各レイヤーのイメージは正方形のピクセルで構成され、結果として小さな長方形のレンガやボクセルから形成されたレイヤーになります。

DLP後処理 - ボクセル外観の除去、サポート除去、硬化、平滑化、プライマー、コーティング/塗装のためのサンディング。 

DLPのメリット&デメリット - DLPは、各層全体が一度に露光されるため、一部の部品の高速印刷時間を達成することができます。低コストで印刷でき、廃棄物の発生が少ない。

DLPの使用例 - エンジニアリングや製品設計から製造、歯科、ジュエリー、模型製作まで、様々な業界のモデル、試作品、パターン、生産部品の作成に使用されています。 

DLP 3Dプリンタ - Asiga Pico 2、Flashforge Hunter、Sprintray Moonray、EnvisionTECマシン。3D Systems FabPro 1000は、UV硬化型液体材料内の各層をイメージするプロジェクターを備えたDLPステレオリソグラフィを使用して、高品質の材料を使った少量生産や少量生産のプロトタイピングを可能にすることに重点を置いています。 

 

CDLP 連続デジタルライト処理 

EnvisionTECは、2016年初頭に「Continuous Digital Light Manufacturing(Processing)」の技術を発表した。


CDLP 3Dプリンティングプロセス - ビルドプレートがZ方向に移動すると、感光性ポリマーが硬化します。

CDLP後処理- 出来上がったオブジェクトは緑色の状態なので、後処理が必要です。強制循環式オーブンで焼き上げます。

CDLPの利点と欠点 - すべてのCDLP / CDLMマシンは、Z軸の動的分解能を提供します。 

CDLPの使用例 - 骨組織の外部と内部の形状を高精度にレンダリングします。その他の使用例としては、歯科、矯正歯科、補聴器、製造業などのアプリケーションがあります。

CDLP 3D プリンター - ビルドプレートの連続的な動きを持つEnvisionTECのVidaシリーズは、このプリンターは、卓越したビルドスピードを提供します。Vidaシリーズは、優れた表面品質で高解像度のプリントを提供します。

 

ISLA 倒立型ステリソグラフィ 

反転立体造形では、SLAプロセスを逆さまにします。 

 

ISLA 3D プリンティングのプロセス- 透明な底面と非粘着性の表面が、液状樹脂を硬化させるための下地となる。ビルドプラットフォームを樹脂タンクの中に降ろし、ビルドプラットフォームとタンク底面の間に層の高さと同じスペースを空けておきます。

ISLA後処理 - ビルドが完了すると、部品はグリーン状態でビルドプラットフォーム上に残ります。印刷プロセスにポストキュアチャンバーを追加することで、重合プロセスが完了し、パーツの機械的特性が安定します。

ISLAのメリットと デメリット - ビルド量がタンクの容積を超えることができるのは大きなメリットです。プリントがタンクの表面から分離したときの力がプリントに影響を与えるため、パーツをビルドプラットフォームに固定するためには、より大きな支持構造が必要となります。

ISLAの使用例- エンジニアリングレジンは、広範囲の射出成形プラスチックをシミュレートし、最終製品の試作、テスト、製造を支援する。歯科材料は、歯科技工所が消費者向けにパーソナライズされた様々な歯科製品を作成することを可能にします。ジュエリーの試作と鋳造は、安価な試作品を作成できるため、SLAとiSLAの両方に対応しています。

ISLA 3D プリンター - Shining iSLA-350は、ユーザーフレンドリーで安定性が高く、完璧なプリント結果を実現するマシンです。Formlabs Formシリーズは、産業用3Dプリンターの何分の一かのコストで高解像度のパーツを提供します。

 

DLS デジタルライトシンセシス

DLSは、光と酸素を利用した光化学プロセスであるカーボンクリップ技術とエンジニアリンググレードの材料を組み合わせることで可能になったプロセスです。その結果、優れた機械的特性、解像度、表面仕上げを備えた生産可能な部品を実現しています。 

DLS 3Dプリンティングプロセス- その結果、優れた機械的特性、解像度、表面仕上げを備えた生産グレードの部品が得られます。

DLS後加工- 部品を洗浄し、強制循環式オーブンで焼き上げます。熱によって二次的な化学反応が起こり、材料を硬化させて硬化させます。

DLSの利点と 欠点 - DLSの利点は、より速いビルドタイム、生産品質の表面仕上げと良好な機械的特性です。

DLS の使用例- テニスシューズ、電子機器から工業用部品、カスタマイズ可能な医療機器まで。DLSを使用することで、複雑なアセンブリを1つのパーツにまとめたり、機械加工や成形プロセスでは実現できない格子など、これまで不可能だったデザインを可能にします。

DLS 3D プリンタ - Carbon M1、M2、L1プリンタは、高解像度で低コストの部品コストで、より大きな部品やより高いスループットを可能にします。

 

3SP スキャン、スピン、選択的調達

スキャン、スピン、選択的調達(3SP)。これは、3Dプリント対象物を迅速かつ正確に印刷するための、EnvisionTEC独自の完全にユニークなアプローチです。

 

3SP 3Dプリンティングプロセス -UVレーザーを使用して、迅速にスキャン、スピン、選択的に大型で耐久性のある部品に多種多様な樹脂を光硬化させます。 

3SP後処理- 最初に部品を洗浄し、後処理の必要性を最小限に抑えます。UV光硬化ボックスを使用して硬化させることで、高強度で安定した部品を得ることができます。 

3SPの長所と短所 - 最終的な印刷部品の精度と表面仕上げが優れています。

3SPの使用例 - 3SPプリンタは、機能的なギア、バルブ、ポンプからファスナー、治具まで、幅広い製造対象物を構築することができます。

3SP 3Dプリンター- EnvisionTEC 3SPファミリーは、高精度で大きな物体の本格的な製造に使用されます。コンシューマーから自動車まで幅広い用途に使用できます。

 

材料の噴出

MJマテリアルジェッティング 

マテリアルジェッティング(MJ)は、2Dプリンターと同様の方法で動作するAMプロセスです。

 

MJ 3Dプリントプロセス- プリントヘッドで吐出された感光性材料の液滴を固化させるUVライトを使用して、部品を層ごとにプリントします。MJで使用されている材料は、液状の熱硬化性アクリルです。 

MJ後処理- 通常は、サポートがそこにあったという痕跡をほとんど残さずに、サポートを除去することで構成されています。 

MJの長所と 短所 - MJ 3Dプリンティングは、非常に滑らかな表面仕上げで高い寸法精度の部品を作成します。材料噴射部品は機械的特性が悪いので、主に非機能試作品に適しています。

MJの使用例- MJは視覚的な試作や金型製作に適しています。 

MJ 3Dプリンタ - Stratasys Connexは、生産のあらゆる段階で敏捷性と美学を備えています。大きな利点の1つは、複数の材料を一度にロードできることで、機械的および光学的特性の範囲を必要とする部品をプリントする際に有利になります。Stratasys Objetは、製品ビジョンを細部に至るまで具現化するプリントを実現するために精度を使用しています。3D Systems Projetは、卓越した印刷速度と低コストで、他に類を見ないフルカラー3Dプリントを提供します。その他のマシンには以下のものがあります。XJet。

 

DODドロップオンデマンド

ワックスや金属の液滴を噴射して、固体の3Dプリント部品を形成します。

 

DOD 3D 印刷プロセス- ドロップ・オン・デマンド (DOD) プリントヘッドは、粘性のある液体を吐出し、ワックス状の部品を作成します。金属印刷では、金属ワイヤーをDODプリントヘッドに供給し、液化させてプールを作り、ノズルで排出チャンバーを満たします。チャンバーが満たされると、パルス磁場が印加され、チャンバー内に浸透し、液滴の形でノズルから排出されます。 

DODの使用例- DODは、投資鋳造パターンの製造にほぼ独占的に使用されています。バッテリーの印刷には多くの異なる技術が使用されますが、ドロップオンデマンド(DoD)印刷には、非常に薄いバッテリーと厚いバッテリーの両方を製造する能力があり、高度なカスタムが可能であるという利点があります。  

DOD 3D プリンター - SolidScape S シリーズは、複雑なジオメトリ、きれいなバーンアウト、優れた表面仕上げを備えた、超高精度で直接鋳造可能なワックスモデルを作成します。SolidScape 3Zシリーズは、複雑で革新的なデザインを、ダイレクト・キャスティング可能な耐久性のあるワックス・モデルに変換します。

 

NPJ ナノ粒子ジェット 

選択されたビルドおよびサポート材料の固体ナノ粒子を含む液体懸濁液をビルドトレイに噴射して、付加的に詳細な部品を製造します。 

 

NPJ 3Dプリンティングのプロセス- 極薄のビルド材とサポート材の層をビルドトレイに噴射します。

NPJ後加工 - 部品製造後、完成品から支持構造体が容易に分解します。製造された部品は、簡単な一晩焼結処理を行います。

NPJのメリットとデメリット - サポート材は部品を傷つけることなく除去され、時間のかかる後処理の必要性が軽減されます。 

NPJ の使用例 - NPJの技術は、高いレベルのディテール、仕上げ、精度を特徴とする金属およびセラミックAM部品の生産を可能にします。物理的、操作上の利点を提供します。  

NPJ 3Dプリンター - 長年の研究を経て、XJet Carmelシリーズは、革新性、ディテール、分散性、デザインの自由度の3つの次元を特徴としています。ビルド材とサポート材のリキッドサスペンションは密閉されたカートリッジで供給され、ユーザーの安全性と操作の容易さを実現しています。また、別の材料で作られた支持構造物を簡単に取り外すことができるため、あらゆる形状の完成品を簡単に製作することができます。 

  

パウダーベッドフュージョン

 

MJF マルチジェットフュージョン

MJFでは、赤外線を吸収する粉体に定着剤を塗布します。その後、赤外線エネルギー源がビルドプラットフォームの上を通過し、その部分を融着させます。

 

MJF 3Dプリンティングのプロセス - 最初に粉末の薄い層をビルドプラットフォーム上に広げ、焼結温度に加熱します。インクジェットノズルを備えたキャリッジがベッドの上を通過し、粉体に定着剤を付着させます。同時に、部品のエッジ付近にディテーリング剤が印刷されます。 

MJF後処理 - 冷却、脱粉、ショットピーニング、染色は、MJF技術を後処理するための一般的な後処理ステップです。

MJFの長所と短所 - MJFの部品は、優れた強度と柔軟性を持ち、より多くの類似した機械的特性を持っています。 

MJFのユースケース- フォーム、フィット、機能テストのためのプロトタイプ

MJF 3Dプリンター - HP Jet Fusionシリーズ(例:HP MJF 4200、HPMJF 5200)は、フルカラーのパーツを短時間で作成します。中小規模の生産に対応しています。

 

 

 SLS 選択的レーザー焼結 

図2 選択的レーザー焼結技術 - Image by 3D HUBS

 

選択的レーザー焼結(SLS)は、Powder Bed Fusionファミリーに属するAMプロセスです。SLSでは、粉末の粒子をレーザーで選択的に焼結させ、融着させて層ごとに部品を構成していきます。SLSで使用される材料は熱可塑性ポリマーです。

  

SLS 3Dプリンティングプロセス - パウダービンとビルドエリアはポリマーの融点以下に加熱され、リコータはビルドプラットフォーム上にパウダーの薄い層を広げます。粉体の粒子は、次の層をスキャンするCO2レーザーを使用して焼結されます。層が完了すると、ブレードは表面を再コーティングします。このプロセスは、ビルドが完了するまで続きます。 

SLS後処理 - 印刷後、部品は未使用の粉体で完全にコーティングされ、部品を取り外す前に粉体容器が冷却されなければならず、これにはかなりの時間がかかります。その後、部品はブラスト媒体で洗浄されます。残りの未焼結粉は、再利用するために回収されます。

SLSの長所と 短所 - SLS部品は機械的特性が優れているため、試作品に最適です。SLS部品は、表面の粒状性と内部の空隙率が高いため、後処理が必要です。

SLSの活用事例- SLS 3Dプリンティングは、部品の試作や少量生産に利用されています。AM産業の拡大に伴い、SLSの生産の役割は拡大していますが、SLSの使用例は以下のようになっています。 

SLS 3Dプリンター - 高性能ポリマーをコスト効率よく高性能に加工するEOS Pシリーズシステム。Formlabs Fuse 1は、既存のSLSマシンの10分の1のコストでプロトタイピングと生産を管理することができます。その他の機械には以下のものがあります。3D Systemsのマシン、Sintratec Sシリーズ。

 

DMLSダイレクトメタルレーザー焼結 

ダイレクトメタルレーザー焼結(DMLS)は、従来の金属製造では不可能な複雑な形状を作り出すことができるダイレクトメタルレーザー溶融(DMLM)技術です。

 

DMLS 3Dプリンティングプロセス - DMLSマシンは高出力レーザーを使用しています。ビルドチャンバー内には、材料分注プラットフォームと、ビルドプラットフォーム上の新しい粉体を移動させるために使用されるリコータブレードを備えたビルドプラットフォームがあります。この技術は、レーザービームを使用して金属粉末を溶融させ、固体部品に融合させます。部品は何層にも積み重ねられていきます。

DMLS後加工 - 脱粉、ストレスリリーフ、熱処理、ワイヤーEDM、HIP、CNCフライスまたは化学フライス、寸法検査、アルマイトコーティング、化学および引張試験、資格監視のための疲労試験。

DMLSのメリットとデ メリット - DMLSは、他の製造方法よりも短い時間で正確な金属部品を生産することができます。また、費用対効果にも優れています。

DMLSの使用例- メタル3Dプリントは、複雑な石油・ガス部品、カスタム医療ガイド、航空宇宙部品、タフな機能プロトタイプに最適です。

DMLS 3Dプリンタ- EOS Mシリーズは、高性能金属部品の生産性の高いシステムです。その他のマシンには以下のものがあります。松浦ルーメックスシリーズ。

 

 

SLM の選択的なレーザーの溶けること DMLM は金属レーザーの溶けることを指示します

金属粉末を高出力密度レーザーを用いて、選択的レーザー溶融(SLM)技術を用いて融着させます。

 

SLM 3Dプリンティングプロセス- 微細な金属粉末の薄い層は、コーティング機構を使用して金属板上に均一に分布しています。この作業は、厳密に制御された不活性アルゴンまたは窒素ガスを含むチャンバー内で行われます。各層が分散されると、パーツのスライスは、高出力のレーザービームを使用して粉末を選択的に溶融させることで融合されます。 

SLM後加工- 振動仕上げ、研磨フロー加工、プラズマ研磨、マイクロマシニング。 

SLMのメリットとデメリット - EDM/研削盤が必要な場合、後加工に時間がかかりすぎます。

SLMの使用例- 工具、治具、治具のために。航空宇宙産業のローターやインペラーなどの用途もあります。 

SLM 3Dプリンター- EOS Mシリーズは、高性能金属部品の生産性が高いシステムです。 SLMシリーズは、量産に最適な生産性の高い堅牢で高性能なマシンです。 Concept Laser M Line は、繊細な構造の部品製造に最適な機械です。Concept Laser X Line は、機能部品製造用の世界最大の金属溶解機です。レニショーの AM シリーズは、金属粉末ベッドフュージョン技術を使用して、デジタル CAD ファイルから直接複雑な部品を製造します。その他の機械には以下のものがあります。Velo3D サファイアシステム、Coherent ORlaser ORLAS Creator マシン、DMG Mori Lasertec SLM などがあります。

 

LMFレーザーメタルフュージョン

レーザー金属融合は、しばしば金属3Dプリント、パウダーベッド融合、または選択的レーザー溶融と呼ばれています。 

 

LMF 3Dプリンティングプロセス - パウダーをプラットフォームに追加し、レーザーでパーツをレイヤーごとに構築していきます。CADモデルを使用して、レーザーがパウダーを溶かし、その下の層に定義されたポイントを接合します。 

LMF後加工 - 振動仕上げ、研磨フロー加工、プラズマ研磨、マイクロマシニング。

LMFのメリット・デメリット - 作ることができるデザインに制限がなく、短期間で生産することができます。費用対効果も高く、設計の自由度が高い。また、安定した低重量の部品が得られます。 

LMFの使用例 - LMFは航空・航空宇宙、自動車、医療技術の分野で使用されています。

LMF 3Dプリンター- Trumpf TruPrint 1000とTruPrint 3000は、産業用部品の生成的生産のためのコンパクトで堅牢なマシンです。 

 

EBM電子ビーム溶解

電子ビーム溶融は、電子ビームによって金属粉末やフィラメントを完全に溶融させるAMプロセスです。

 

EBM 3Dプリントプロセス- 電子ビーム銃のタングステンフィラメントを使用して、光の約2分の1の速度に加速する電子の雲が作成されます。 磁場は、所望の直径にビームを集中させます。第二の磁場は、印刷ベッド上の希望のスポットに電子のビームを指示します。

EBM後加工- 金属の気孔率を下げ、多くのセラミック材料の密度を高めるために用いられる製造方法であるHIP(熱間等方圧プレス)や熱処理などの後加工方法。いずれも材料の機械的特性と加工性を向上させます。

EBMのメリットとデメリット - ビルドレートは他のAM技術に比べて4倍速いことが多い。 

EBMの使用例 - 米国食品医薬品局は、2012年にEBM技術を用いて作成された整形外科用インプラントを初めて認可しました。数年後、FDAはEBMマシンで印刷された頭蓋顔面インプラントを承認しました。

EBM 3Dプリンター- Arcam Qシリーズは、タービンブレード、構造用機体部品などの航空宇宙部品をコスト効率よく生産するために特別に設計されています。Arcam Aシリーズは、航空宇宙分野での機能部品の生産に特化して設計されており、一般産業だけでなく、幅広い材料の生産にも対応しています。その他の機械には以下のものがあります。日本電子、AddUp 3Aシリーズ、Freemelt ONEなどがあります。

 

ADAM 原子拡散添加剤製造 

ADAMは、高品質な金属部品を製造できる金属3Dプリント方式です。

 

ADAM 3Dプリンティングプロセス - プラスチックが溶けると、金属粉末を特定の形状に配置することができます。プラスチックが溶けると、金属はデザインに焼結されます。このプロセスでは、レイヤーごとにレイヤーを重ねていきます。これにより、部品全体を耐久性のあるシームレスに作成することができます。 

ADAM後処理- 印刷後、炉の中で部品を焼結し、バインダーを燃やして粉体を凝固させ、最終的に完全に密度の高い金属部品にします。 

ADAMの利点と欠点- それは、それが低下したコストで金属形状の幾何学的な複雑さを可能にするので、それはデジタル金属製造へのステップです。 

ADAMの使用例- ADAMは、航空宇宙、兵器製造、ツール、インフラなど多くの産業に適用できます。

ADAM 3Dプリンター - Markforged Metal Xは、24時間以内にデザインから完全に機能する金属部品まで、必要なものがすべて揃ったエンド・ツー・エンドの製造ソリューションです。 

 

直接エネルギー預金 

 

LMDレーザー金属蒸着

レーザー金属蒸着は、金属の製造方法です。 

 

LMD 3Dプリンティングプロセス - レーザービームがワークを加熱すると、ウェルドプールが作成されます。微細な金属粉末がノズルから直接ウェルドプールに吹き付けられます。それはそこで溶けて、母材と結合します。

LMD後加工 - 最小限の後加工が必要です。

LMDの長所と 短所 - LMDは他の添加剤プロセスと比較して、非常に微細な構造を作成し、高いビルドレートを実現します。LMDは、作業工程での異なる材料間の変更を容易にします。

LMDの使用例 - このプロセスは、航空宇宙産業、エネルギー技術、石油化学、自動車産業、医療技術などの産業で使用されています。

LMD 3Dプリンター -Trumpf TruLaser Cell 3000は、中小サイズのコンポーネントを非常に効率的に処理することができます。TruLaser Cell 3000の姉妹機と考えられているもう一つのマシンはTruLaser Cell 7000です。これは、より多くのパフォーマンスとより多くの処理スペースを提供します。その他の機械には以下のものがあります。FormAlloy Xシリーズ機とLシリーズ機があります。 

 

LENS レーザー加工ネット形状

高出力のレーザー光で作られた溶融池に金属粉末を注入し、CADソリッドモデルから直接金属部品を作成するために開発されたAM技術です。

 

LENS 3Dプリンティングのプロセス -高出力レーザーを使用して、蒸着ヘッドを介してレーザービームの焦点に供給された金属粉末を溶融させます。各層が完成した後、ヘッドは上下に移動します。 

LENSの後加工- 項目の最初の生産が最終的なまたは正味の形に非常に近い場合には、ネット形状の部品を作るためのコンプライアンスを達成するために、光加工、表面仕上げ、または熱処理が適用される場合があります。

LENSのメリット&デメリット - レーザーパワーは、レーザーのために利用可能な床面積に依存しています。より多くの床面積、使用することができますより多くのエネルギー。

LENSの使用事例 - 機械の金属部品の修理、ドライブシャフトの修理、ガスタービンに使用されています。

LENS 3Dプリンター- Optomec LENSは、製造コストや材料コストの削減、工程時間の短縮、環境負荷の低減、製品性能の向上など、多くの場合、製造コストや材料コストの削減につながります。 

 

 

EBAM電子ビーム添加剤製造

サイアキーの電子ビーム添加剤製造技術は、大規模・高付加価値金属部品の製造を得意とするオンリーワンの金属添加剤製造技術である。

 

EBAM 3Dプリンティングプロセス - Sciakyの電子ビームガンで金属を層ごとに堆積させ、部品がネットに近い形状になり、仕上げ加工の準備が整います。

EBAMの利点と欠点 - 材料費、リードタイム、加工時間を削減します。大型金属部品を生産するための市場で最も速く、最も費用対効果の高いAMプロセス。

EBAMの使用例 - 迅速な試作・生産部品の製作。衛星用燃料タンクのチタン製燃料タンクドームの製作に使用されています。

EBAM 3Dプリンタ - Sciakyのマシンは、高性能な金属構造物の生産にかかる時間とコストを大幅に節約するために作られています。Sciakyは大型の金属部品生産のための市場で最大のビルドエンベロープを提供しています。 

 

RPD高速プラズマ蒸着 

リードタイムとコストを削減した構造用チタン部品を提供するアディティブ・マニュファクチャリング・プロセス。

 

RPD 3Dプリンティングプロセス - チタンワイヤーは、アルゴンガスの不活性雰囲気中で溶融され、正確かつ迅速に部品に層状に構築されます。 

RPD後処理 -最小限の後処理加工が必要です。 

RPDのメリットとデ メリット - RPDは、低コスト、機械加工が少なく、使用する材料が少なく、リードタイムが短縮されています。

RPDの使用例 - 主に航空および航空宇宙産業で使用されます。 

RPD 3Dプリンタ - Norsk TitaniumのMERKE IVプリンタは商業生産市場で最も高速なチタンプリンタです。従来の印刷よりも高速で、各部品の印刷に使用するチタンの使用量が約25%削減されています。 

 

PAM ペレット添加剤製造

Pamの技術は利益を上げながら、中小規模の生産を実行することを可能にします。射出成形の機械的性能と添加剤製造の多様性を備えています。

 

PAM 3Dプリンティングプロセス - 印刷材料は、フィラメントの代わりにペレットとして単一の押出機に供給されます。ノズルはペレットを最大350℃まで加熱します。  

PAM後処理 - Pollenによると、プリントは後処理を必要としません。

PAMのメリットとデメリット - PAMは、市場に出回っている金属添加剤製造の中で最も費用対効果の高いソリューションです。4種類の異なる押出機を使用しているため、最高速度での高解像度を実現しています。 

PAMの使用例 - オンデマンド生産と現地生産を可能にする技術で、汎用材料でスペアパーツを競争力のある価格で製造し、倉庫を脱物質化するために使用されています。  

PAM 3Dプリンタ - Pollen PamシリーズPは、原材料の力を利用した唯一のソリューションであり、競合他社の10倍のコスト削減と射出成形よりも110%の強度を持つビルドを可能にします。Pollen PamシリーズMは、市場で最も手頃な価格の金属添加剤製造ソリューションを提供します。

 

コールドスプレー

 

CSAM コールドスプレー添加剤製造

コールドスプレーは、固体コーティングの成膜技術で、最近ではアディティブ・マニュファクチャリング・プロセスとして、個々の部品の加工や破損した部品の補修に応用されています。

CSAM 3Dプリンティングプロセス- このプロセスでは、窒素やヘリウムのような高温の圧縮ガスを推進ガスとして使用して、粉体原料を高速に加速し、粉体が基板に衝突したときに成膜を誘導します。

CSAM後処理 -通常、CSAMは後処理を必要とする半製品を製造します。熱処理は、CSAMの機械的特性を向上させるために一般的に適用されます。 

CSAMの長所と短所 - 部品は修理に適している、方法が非常に自由度が高い、CSAMは大きな部品を作ることができる。しかし、CSAMの欠点は機械的性質が弱いことです。

CSAMの使用例- 主に回転対称性を必要とするコンポーネントの作成に使用されます。例としては、チューブやシリンダーの壁などがあります。 

CSAM 3Dプリンター - SPEE3D機は、超音速プリントノズルを使用した画期的な印刷速度の向上を実現しています。 

 

TKFティトミックキネティックフュージョン

足場にチタンやチタン合金の粒子をコールドガスで動的に吹き付けて、耐荷重構造を作ります。 

 

TKF 3Dプリンティングプロセス - 加圧ガスは、表面または足場上にチタン粒子のコールドガス噴霧に使用されます。最終製品が完成するまで何層にも重ねていきます。  

TKF後処理 - CSAMと同様に、半完成品のため後処理が必要です。最終的な部分を強化するために熱を使用します。 

TKFの長所と 短所 - 異種金属を融合させ、強化された工学的特性を持つ大規模なシームレス構造を実現します。溶接、折り曲げ、弱点を曲げることなく、より強力な構造を構築します。それは広い範囲の金属だけでなく、セラミック、ガラス、石、プラスチックと同様に使用することができます。 

TKFの使用例 - チタンを豊富に含む鉱砂を使用し、オーストラリアの製造業を盛り上げるために使用されています。自転車のフレーム製作から試作品の製作まで可能です。  

TKF 3Dプリンター - ティトミックのマシンは、エネルギーと資源を効率的に使用して最終的な印刷部品を提供することで知られています。 

 

BJバインダージェット

 

BJバインダージェット 

バインダージェットとは、液体の結合剤で粉体粒子を結合させるAMプロセスです。 

 

BJ 3Dプリンティングプロセス- パウダーベッド上にバインダーを選択的に堆積させることで、ソリッドパーツを一度に1層ずつ形成します。バインダージェッティングで一般的に使用される材料は、金属、砂、粒状のセラミックです。

BJ後 加工 - 硬化・焼結後の後加工では、対象物を固めることで最高の寸法精度を実現しています。

BJの長所と短所 - バインダージェットは非常に大きな部品や複雑な形状の金属を製造することができ、熱効果の影響を受けません。緑色の状態では非常に脆く、後加工時に破断する可能性があるため、大まかなディテールのみを印刷することができます。

BJの活用事例 - フルカラー試作品の製作、大型砂型鋳造の中子や金型の製作、低コストの3Dプリント金属部品の製作。

BJ 3Dプリンタ -HP Metal Jetは、幾何学的に複雑な部品をトレードオフなしで簡単に生産することを可能にし、EXoneは工業用グレードの材料で市場に出回っている最大のシステムの一つです。EnvisionTEC VIRDIS3Dは、鋳造業界で最も速く、最も柔軟性のあるロボット型3D印刷プラットフォームです。その他の機械には以下のものがあります。デジタルメタル社のP2500、3DEOプリンターなどがあります。

 

CJPカラージェッティング 

 2つのコンポーネント、コアとバインダーを含むAM技術です。

 

CJP印刷プロセス - 芯材は、ローラーでビルドプラットフォーム上に薄い層に広げられます。 各層が広がった後、インクジェットプリントヘッドからカラーバインダーが噴射されるため、コアは固化します。

CJP後加工- パーツはクリアコートでハードで滑らかなコーティングを施したり、ワックスコートで表面を滑らかにしたりすることができます。

CJPのメリットとデメリット- CMYKのフルカラーコンセプトモデル、高度に複雑なジオメトリ、迅速な生産時間。 

CJPの使用例- CJPの技術は、マーケティングやコミュニケーションのための建築モデルやデモモデルなどのディスプレイモデルのコンセプトモデリングによく使用されています。医療分野では、外科手術、人間工学、FEA解析のシミュレーションモデルにCJPが使用されています。 

CJP 3Dプリンタ -3D Systems Projet CJPシリーズは、最も手頃な価格で高速かつコンパクトなフルカラー3Dプリントオプションです。Projetは、写真のようにリアルなパーツを小さな特徴のディテールで作成します。