デスクトップメタル3Dプリントに基づくTi64チタン合金の素材とプロセスが壊れています

最近、Desktop Metalは、Ti64チタン合金がデスクトップメタル3D印刷システムに適用されたことを発表しました。これにより、試作および最終用途向けに高性能金属部品の小ロットを印刷する最も簡単な方法を顧客に提供できます。 Ti64の出荷が来月開始されると、DesktopMetalは押し出し金属3D印刷用のチタン合金を商品化する最初の企業になります。

チタン合金デスクトップメタル3Dプリントの難しさ

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チタン合金を処理するために押し出しベースのデスクトップメタル3D印刷プロセスを使用することは、常に課題でした。この材料の粉末形態は、非常に反応性が高く、焼結が困難です。 3D印刷技術リファレンス昇華3次元理解により、チタン合金の印刷および焼結プロセスは酸素含有量に非常に敏感です。プロセスが適切に制御されていないと、部品の緻密化と良好な伸びを実現することが困難になります。機器の安定性と温度均一性は両方とも指標を考慮します。

デスクトップメタルは、第2世代のデスクトップメタル3DプリントシステムStudio System2で製造されたTi64は、引張強度、降伏強度、破壊後の伸びがそれぞれ730Mpa、845MPa、17％と優れた機械的特性を備えていると指摘しました。これらのデータは、金属射出成形された外科用インプラント用途向けにASTMF2885-17によって設定された基準を超えています。


クラスIIIAレーザー
デスクトップメタル3D印刷システムを使用して開発アプリケーション用のTi64チタン合金を印刷すると、従来の粉末床溶融（SLM / EBM）3D印刷装置を使用するよりも使用コストと運用コストが低くなります。デスクトップメタル3Dプリンターの発売以来、デスクトップメタルは、フォード、BMW、イートン、グーグル、3M、スタンレー、ロッキードマーティン、およびマサチューセッツ工科大学（MIT）、ミラノ工科大学などの世界有数の教育機関で使用されてきました。 、など複数の国の30以上の顧客がそれを採用しています。


マシンサポート

ブラケットは17-4PHステンレス鋼の代わりに格子充填とチタン合金印刷を使用しており、必要な機能強度と剛性を維持しながら、重量を減らし、使用する材料の量を減らすことができます。構造が複雑なため、従来の製造プロセスで生産を完了することは不可能です。Ti64を使用したStudio System2での3D印刷の新しい設計により、部品の重量が59％削減されました。



望遠鏡フォーカシングリング

小さな望遠鏡のフォーカシングリングは、レンズを移動望遠鏡に固定します。モバイル望遠鏡には、レンズの位置決めと焦点合わせのための複数のモーターがあります。 Ti64 3D印刷を使用したフォーカスリングは、すべてのコンポーネントの軽量化を保証できるため、より小さなモーターを使用でき、コンポーネントの摩耗と組み立ての総コストを削減できます。通常、この部品は小さなバッチで製造する必要があるため、高価な工具またはカスタムジグを購入する必要があります。 Studio System 2は、24時間以内に最大6つのフォーカスリングを印刷し、フォローアッププロセスを完了して数日でインストールできます。

UAVカップリング

ドローンが直面する主な課題の1つはバッテリーの寿命であり、これは主にドローンの重量に依存します。チタン合金製のカップリングは、UAVフレームに必要な構造的剛性を維持しながら、大幅に重量を減らすことができます。 Studio System 2は、週に15〜25個の部品の少量生産をサポートし、それらを大量生産します。これらはすべて、工具や機械加工を必要としません。




インジェクター

燃料噴射ノズルは、航空宇宙産業の安全で信頼性の高い運用に不可欠であり、推進のために燃料を燃焼器に送り込む役割を果たします。この部品には、バーナーの性能を向上させることができる内部チャネルが含まれていますが、従来のプロセスを使用して製造することはできません。チタン合金は、ノズルが軽量を維持しながら極端な温度と圧力に耐えることができる必要があるため、このアプリケーションにとって重要な材料です。 Studio System 2を使用すると、エンジニアはわずか数日でノズルの複数の設計変更をテストし、24時間以内に最大4つのバージョンのノズルを印刷できます。

第2世代デスクトップメタル3D印刷システムとその材料

第2世代のスタジオシステム2は、前世代のプリンターの主要な機能をすべて維持しながら、新しい材料処方を採用しています。重要なのは、前の材料にワックス、樹脂、金属粉末が含まれ、脱脂方法が脱脂であるということです。脱脂は、実際にはそれが属する業界の前世代のプロセスです。脱脂時間が長いと、製品の生産サイクル全体が長くなるだけでなく、生産できる製品の壁の厚さやサイズが制限されるため、これに基づく技術が生まれます。小さな成形サイズにのみ適したプロセス。、薄肉で均一な厚さの部品。脱脂プロセスの違いは、3Dプリントワイヤーのバインダー組成によって異なります。

Desktop Metalは、最適化された材料処方では溶剤処理を使用する必要がなく、印刷を直接焼結炉に送って処理できるため、脱脂と焼結のワンステップ完了を実現できると指摘しました。したがって、このシステムには、プリンターと焼結炉のみが含まれます。 Desktop Metalによるこの製品のプロモーションの焦点は、常にオフィスでの使用に適した積層造形システムでした。このタイプのプロセスは、粉末やレーザーにさらされるリスクを回避します。新しい装置はまた、ファイル処理機能をアップグレードして、焼結プロセス中の部品のより均一な収縮を達成し、成功率を高めました。同時に、部品の側面と支持面の表面品質を改善するのに役立ちます。




デスクトップメタル3Dプリンターで製造された部品は、脱脂および焼結後の鋳造と同様の機械的特性を備えており、関連する業界標準を満たすか、それを上回っています。 Desktop MetalのStudio Systemは、Ti64チタン合金の印刷に加えて、316Lおよび17-4PHステンレス鋼、4140低合金鋼、H13工具鋼、および銅合金の印刷もサポートしています。

終わり

デスクトップメタル3DプリントをベースにしたTi64チタン合金はまだ課題に満ちています。業界で有名な初期の機器メーカーであるMarkforged、Raise3Dなどはまだこの材料を発売しておらず、BASFには316Lステンレス鋼線しかありません。3D印刷技術リファレンスによると、チタン合金デスクトップメタル3D印刷については、国内で昇華3Dが行われていますいくつかの進歩がありました。