マルチマテリアル、マルチプロセスのコラボレーティブメタル3Dプリントを促進する

金属3D印刷技術には、粉末床溶融、指向性エネルギー堆積、コールドスプレーなど、さまざまなプロセスが含まれ、さまざまなプロセスがさまざまな製造分野に適していることが証明されています。 パーソナライズから小ロット、10万個以上の大量生産まで、3Dプリントは奇跡を生み出しています。 ただし、材料、サイズ、コストに関係なく、さまざまなプロセスには技術的な制限があり、各プロセスを普遍的にすることはできません。

金属積層造形のマルチマテリアルおよびマルチプロセス統合の開発を促進するために、ヨーロッパ8か国の21の産業および研究パートナーが共同でMULTI-FUNと呼ばれるプロジェクトを進めています。この3年間のプロジェクトは、欧州連合のHorizon 2020イノベーションプログラムによって資金提供されています。2つの重要な戦略的目標があります。1つは新しい活物質を使用して金属3D印刷部品の性能を向上させること、もう1つは金属の性能を向上させることです。革新と費用対効果による3Dプリント部品大型、マルチマテリアル、複雑な構造の共同製造を実現する新しい3Dプリント技術。





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この作業の中核は、多機能、多材料の3D印刷に関連する4つの科学的および技術的目標を達成することです。その焦点は業界全体の発展を促進することであり、特定の3D印刷技術を対象とはしていません。期間中、一部のパートナーはPBF粉末床溶融技術に取り組み、一部はWAAMアーク積層造形に焦点を当て、新素材、特にマルチマテリアル3D印刷の開発に焦点を当てる機関があります。



MULTI-FUNプロジェクトでは、指向性エネルギー兵器（DED）と金属溶射技術を組み合わせてその効果を最大化するなど、さまざまな3D印刷プロセスを組み合わせる予定です。新世代のワンストップ積層造形装置は、2つ以上の異なる材料を使用します。 「活性」材料は、特定の部品の製造プロセスで選択的に追加されます。



これに基づいて、ナノテクノロジーの採用が期待されており、以下の新素材や新機能部品の製造が可能です。



1.最高の熱伝導率（ナノテクノロジーに基づいて、最先端レベルの50％に達する）を備えた熱放散材料を統合し、それによって局所的な熱伝達率を100％増加させます。



2.複雑な形状の金属構造に絶縁電線を埋め込むなど、高度に統合された設計。



3.構造状態とヘルスモニタリングのために、金属部品にセンシング機能とデータ送信機能を追加します。



プロジェクトは4つの目標を設定します



最初の目標は、特に積層造形用に5つの新しい材料を開発することであり、そのうち3つはナノテクノロジーを使用します。これらの材料は、優れた耐熱性、電気的、耐摩耗性を備えています。ナノテクノロジーを使用して一度に2つの材料パラメータを最適化すると、製品の効率、品質、信頼性が少なくとも40％向上し、新しい多機能製品を製造できます。



2番目の目標は、ハードウェアとソフトウェアを含み、複数の積層造形技術を統合し、さまざまなプロセスを使用して5つの新しい材料を印刷できる新しいシステムを開発することです。最終的に、パートナーは、さまざまな3D印刷プロセスを使用して共同で製造できる、少なくとも10の材料の組み合わせを取得することを望んでいます。



7つの特定のアプリケーションケースは、アクチュエータハウジング、大きなパーティション、透明なAピラー、インストルメントパネル、アルミニウム鋳造金型、炭素繊維部品金型、および自動車試験部品です。



Loretekは、最も要求の厳しい航空仕様を満たすために、ワイヤーおよびアーク積層造形（WAAM）を通じて高強度アルミニウム部品を製造するためのさまざまな代替案を調査しています。



3番目の目標は、新しい機器で7つのディスプレイパーツを印刷して評価することです。これらの部品には、構造部品、金型、テスト機器が含まれ、自動車、航空宇宙、航空宇宙、製造の4つの市場をカバーしています。



4番目の目標は、材料、ハードウェア、プロセス戦略、および部品の設計と製造のすべての側面を評価して、原材料とリソースをより有効に活用し、環境への影響を減らし、コストを35％削減することです。



プロジェクトは4つの主要な結果を形成します


このプロジェクトの実施は、積層造形技術の可能性を確実に十分に発揮し、複数のプロセスを包括的に使用することで、単一の技術の製造限界を打ち破ることになります。プロジェクトの実施と着陸の過程で、4つの重要な結果が形成されます。



1.高度な金属材料：高度な構造金属および対応する活物質ソリューションは、革新的で多機能な新製品を実現できます。



2.新しいタイプの積層造形装置：複数の材料処理とその場合金化に使用されるハードウェアとソフトウェア、並行して実行されるいくつかの積層造形技術のツールパス計画とプロセス制御。



3.マルチマテリアル設計の知識：統合、マルチマテリアル設計を通じて、部品の性能と金型の冷却効率を向上させます。



4.標準化の知識：積層造形技術の深い理解を深め、標準の開発を支援し、規制当局が多材料積層造形を受け入れるのを支援します。



MULTI-FUNプロジェクトでは、フラウンホーファー構造耐久性およびシステム信頼性研究所、ドイツ航空宇宙センター、欧州溶接連盟（EWF）、および一部の中小企業が参加しています。最先端の生産技術を生産ラインに直接適用します。



MULTI-FUNプロジェクトは、3D印刷の先端材料研究の参加者として、ヨーロッパの中小企業に新しい機会と新しいビジネスをもたらします。バリューチェーン全体の企業は、テクノロジープロバイダーであり、エンドユーザーでもあります。目標を定めた成長材料製造トレーニング、最先端の3D印刷技術への露出、および開発プロセス全体に関与する製品の価格決定力を実装します。このプロジェクトは、中小企業が技術的および品質的リーダーシップを通じてより多くの開発機会を獲得することを促進し、ヨーロッパの製造の競争力を強化するために、積層造形材料、機器、品質などで主導的な地位を占めることができるようにします。

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