金属積層造形の方式の種類

2023年06月25日

金属積層造形と一口に言っても、モデルによって造形の仕方に違いがあります。ここでは、金属積層造形で採用されている造形方法の種類についてご紹介します。

パウダーベッド方式

パウダーベッド方式(PBF:Powder Bed Fusion)は、金属粉末を敷き詰めた床にレーザーやビームを照射して溶融・凝固を繰り返し、造形する方式です。パウダーベッド方式は、金属積層造形の種類のなかで最も多く採用されています。

パウダーヘッド方式は、さらに細かく分けると、レーザー熱源方式と電子ビーム熱源方式があります。レーザー熱源方式は、造形精度が比較的高く、微細な形状を得意としますが、スピードに乏しい特徴があります。一方で電子ビーム熱源方式は、造形スピードが速いものの、精度が比較的出にくい特徴があります。

パウダーベッド方式のメリット・デメリットは以下の通りです。

●パウダーベッド方式のメリット

・レーザーを用いた造形は、精度が比較的高い

・ポピュラーな方式のため、3Dプリンターの選択肢が豊富

●パウダーベッド方式のデメリット

・造形に時間がかかる

・サポート除去の手間がかかる

メタルデポジッション方式
メタルデポジッション方式は、金属粉末を吹きつけながらレーザーを照射して金属を積層し、凝固させていく方式で、別名「指向性エネルギー堆積法」とも呼ばれています。

メタルデポジッション方式は、肉盛りのような形で積層していく仕組みのため、一から造形するだけでなく、欠損部分を補修することも可能です。


●メタルデポジッション方式のメリット

・既存製品の補修が可能

・パウダーベッド方式よりも造形スピードが速い

・金属粉末の除去作業を必要としない

●メタルデポジッション方式のデメリット

・造形できる形状に制限がある

ADAM方式

ADAM方式は、樹脂材料を用いた3Dプリンターに多く採用されているFDM方式(熱溶解積層法)と同じく、材料をノズルから押し出して造形する方式です。

ADAM方式では、金属材料とバインダーを混合した素材を熱で溶解して積層していきます。造形後は脱脂をして、バインダーを取り除く必要があります。バインダーを除去したあと、炉に入れて焼結させることで、金属製品ができあがります。

●ADAM方式のメリット

・他の方式に比べて高強度・高密度・高精度の金属製品を短い時間で造形できる

・金属粉末が飛び散らないため、安全性が高い

・3Dプリンターの導入コストが抑えられる

●ADAM方式のデメリット

・脱脂や焼結の工程が必要

バインダージェット方式

バインダージェット方式(Binder jetting)は、金属粉末にバインダーと呼ばれる液体結合剤を噴射して固形化する方式です。

ADAM方式と同じく、造形後にバインダーを除去するために、脱脂・焼結の工程を必要とします。

バインダージェット方式には以下のメリット・デメリットがあります。


●バインダージェット方式のメリット

・サポート材の除去が不要

・未使用の金属粉末は再利用できる

・造形速度が早い

●バインダージェット方式のデメリット

・表面精度が粗い

・強度が弱い

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Posted by patricia at 16:09Comments(0)