Ti6Al4V材料部品は商業的な大量生産を達成し、金属3D印刷は新しい章を歓迎します
今年の2月、米国のDesktop Metal Corporationは、オフィスに適した金属積層造形システム（Studio System 2）を発売しました。これは、小ロット、試作、および最終用途に適しています。 Studio System 2プロセスは、Bonded Metal Deposition（BMD）としても知られる同社のMaterial Extrusion（MEX）に基づいています。
処理中、Studio System 2は溶剤を使用する必要がないため、以前のシステムで必要だった脱脂プロセスを回避できます。新しい材料処方により、部品を印刷装置から炉に直接移すことができます。 DesktopMetalのCEO兼共同創設者であるRicFulopは、次のように述べています。「積層造形が世界的に推進されているため、DesktopMetalの革新的なテクノロジーは従来の製造プロセスとの競争力を高めることができます。」
■StudioSystem2のコンパクトなデザインはオフィス印刷に適しています
https://www.htrlaser.com/product-p1690583.html
8月4日、Desktop Metal Companyは、Studio System 2金属積層造形システムでのチタン合金Ti6Al4Vの使用を認定し、2021年9月に正式にTi6Al4Vを市場に供給する予定です。すべてがうまくいけば、Desktop Metalは、FFF金属積層造形用のTi6Al4V材料を商品化する世界初の企業になると期待されています。
Ti6Al4Vは、高い引張強度、耐食性、生体適合性を備えており、現在最も広く使用されているチタン合金材料です。同時に、Ti6Al4Vは、その高い強度対重量比により、航空宇宙、自動車、石油、ガス産業の高性能生産アプリケーションに理想的な材料になりました。さらに、Ti6Al4Vの生体適合性により、手術器具やインプラントなどの医療用途で幅広い用途が可能になります。
Studio System 2の発売後、Desktop Metal Companyは、十分な機械的特性を備えたTi64材料部品を製造しました。引張特性には、730 MPaの降伏強度、845 MPaの極限引張強度、および17％の伸びが含まれます。これらの機械的特性は、金属射出成形（MIM）外科用インプラント用途のASTMF2885-17規格を超えています。
Ti6Al4V素材を使用したメタルプリントケース
マシンサポート
最近、17-4PHステンレス鋼の代わりにジャイロ格子フィラーとチタンを使用して、必要な機能強度と剛性を維持しながら重量と材料を削減するマシンサポートが設計されました。ステントは複雑であるため、従来の製造プロセスを使用して最終的な幾何学的形状を作成することは不可能です。 Ti6Al4Vを使用してStudioSystem 2の新しいデザインにマテリアルを追加すると、最終的にパーツの重量が59％削減されました。
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■スタジオシステム2製モーターブラケット
望遠鏡フォーカシングリング
50000ｍｗ高出力レーザー
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。付加的に製造されたチタンリングは、すべてのコンポーネントが軽量であることを保証し、より小さなモーターの使用を可能にし、コンポーネントの摩耗と全体的な組み立てコストを削減します。
通常、このような部品は小さなバッチで製造され、従来の製造プロセスを使用する場合は、高価な工具やカスタム器具に投資する必要があります。 Studio System 2は、24時間以内に6つのフォーカシングリングを製造でき、コスト削減と効率的な製造という2つの目標を達成します。
UAVカップリング
UAVカップリングは、UAVフレームの2つのコンポーネントを固定するために使用されます。ドローン製造における主な課題の1つは、ドローン自体の重量に依存するバッテリー寿命です。チタン合金カップリングの製造により、UAVフレームに必要な構造的完全性を維持しながら、全体の重量を大幅に削減できます。
テスト後、Studio System 2は、週に15〜25個の部品を小ロットで生産し、小ロット生産で工具や機械加工を行うことなく、それらを大量生産することができます。
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■左から右へ：スタジオシステム2で追加製造されたチタン合金製のUAVカップリング、燃料噴射ノズル、望遠鏡フォーカシングリング
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す。その役割は、燃料を燃焼器に噴射して推進力を実現することです。このコンポーネントの独自の内部通路はバーナーの性能を向上させることができますが、従来の製造プロセスを使用して製造することは困難です。
チタンは、燃料噴射ノズルにとって重要な材料です。ノズルは、軽量を維持しながら、極端な熱と圧力に耐える必要があるためです。 Studio System 2を使用すると、エンジニアは数日以内にさまざまなノズルデザインをテストし、24時間以内に4つのプロトタイプノズルバージョンを印刷できます。
Privateer Spaceは、スペースデブリの監視とクリーンアップに焦点を当てた新しい衛星会社です。 Studio System 2の助けを借りて、同社のチームは、衛星の設計と打ち上げへの道を開くために必要な手頃な価格で軽量の機能を実現できるようになります。 Desktop Metalとの協力を通じて、PrivateerSpaceは宇宙の革新も加速させました。
ヒューズ製造（FFF）
熱溶解積層法（FDM）としても知られるヒューズ製造は、熱可塑性ポリマーに最も一般的に使用されている3D印刷技術の1つです。 FFFプロセスでは、熱可塑性フィラメントが加熱ノズルに供給されて溶融または液化された後、押し出されてビルドモデルのベースプレートに堆積します。溶融材料が堆積すると、ガントリーはノズルを水平面のx-y平面に移動します。 x-y平面での堆積が完了した後、加熱された底板が垂直方向（z軸）に移動します。堆積された層は固化され、隣接する層に接着/溶接されて、必要な3D形状を形成します。
金属射出成形
金属射出成形は、プラスチック射出成形業界から派生した新しいタイプの粉末冶金ニアネット成形技術です。プラスチック射出成形技術は、さまざまな複雑な形状の製品を低価格で製造できますが、製品の強度が高くないという欠点があります。その性能を向上させるために、プラスチックに金属またはセラミック粉末を添加して、より高い強度の製品を取得します。耐摩耗性に優れています。
近年、このプロセスは、固体粒子含有量を最大化し、その後の焼結プロセス中にバインダーを完全に除去し、成形体を緻密化するために開発されました。この新しい粉末冶金成形法は、金属射出成形と呼ばれます。金属射出成形製品は複雑な形状であり、焼結収縮が大きいため、ほとんどの製品は、成形、熱処理（浸炭、窒化、窒化炭素など）、表面処理（微粉砕、イオン化など）窒化、電気めっき、ショットピーニングなど）など。