私たちは皆、ビーチに砂の城を建てたことがあるでしょう。強固な壁、壮大な塔、サメがいっぱいいる堀などです。

私たちは皆、ビーチに砂の城、強大な壁、壮大な塔、サメがいっぱいいる堀などを建てたことがあるでしょう。もしあなたが私と同じなら、少量の水がいかによくくっつくかに驚くだろう――少なくとも、兄貴が現れて破壊的な喜びを爆発させて水に蹴りを入れるまでは。
起業家のダン・ゲルバートも材料を接着するために水を使用していますが、彼のデザインは週末のビーチの光景よりもはるかに耐久性があります。
ブリティッシュコロンビア州バンクーバーとイリノイ州リバティービルに金属 3D プリンティング システムを提供する Rapidia Tech Inc. の社長兼創設者であるゲルバート氏は、サポートの取り外しを大幅に簡素化しながら、競合技術に特有の時間のかかるステップを排除する部品製造方法を開発しました。。
また、伝統的な製造方法で作られた部品であっても、複数の部品を少量の水に浸して接着するのと同じくらい簡単に結合できます。
ゲルバート氏は、彼の水ベースのシステムと、20% ~ 30% (体積比) のワックスとポリマーを含む金属粉末を使用するシステムとのいくつかの基本的な違いについて説明します。Rapidia 双頭金属 3D プリンタは、金属粉末、水、および 0.3 ~ 0.4% の量の樹脂バインダーからペーストを生成します。
このため、競合技術では数日かかることが多い脱バインダ処理が不要になり、部品をそのまま焼結炉に送ることができると同氏は説明した。
他のプロセスは主に「長年にわたる射出成形(MIM)業界で行われており、金型からの離型を容易にするために、未焼結の未焼結部品に比較的高い割合のポリマーを含ませる必要がある」とゲルバート氏は述べた。「しかし、3D プリント用に部品を接着するために必要なポリマーの量は実際には非常に少量で、ほとんどの場合、10 分の 1 パーセントで十分です。」
では、なぜ水を飲むのでしょうか?ペースト (この場合は金属ペースト) を作成するために使用される砂の城の例と同様に、ポリマーは乾燥時にピースを保持します。その結果、歩道用チョークの一貫性と硬度を備えた部品が完成し、組み立て後の機械加工、穏やかな機械加工 (ただし、ゲルバートは焼結後の機械加工を推奨しています)、他の未完成部品との水による組み立てに耐えるのに十分な強度を備え、オーブンに送られます。
また、ポリマーを含浸させた金属粉末を使用する場合、部品の壁が厚すぎるとポリマーが「燃え尽きる」ことができないため、脱脂を排除することで、より大きく肉厚の部品を印刷することも可能になります。
Gelbart 氏は、ある機器メーカーでは肉厚 6mm 以下が必要だと述べました。「コンピューターのマウスとほぼ同じサイズの部品を作成しているとします。その場合、内部は中空であるか、ある種のメッシュが必要になります。これは、軽量化が目標であっても、多くのアプリケーションに最適です。ただし、ボルトなどの高強度部品のように物理的な強度が必要な場合は、(金属粉末射出成形)やMIMは適さない場合が多いです。」
新しく印刷されたマニホールドの写真は、Rapidia プリンターが生成できる複雑な内部構造を示しています。
Gelbart 氏は、プリンターの他のいくつかの機能を指摘します。金属ペーストを含むカートリッジは詰め替え可能で、詰め替えのために Rapidia に返却すると、未使用の材料に対してポイントが付与されます。
316 および 17-4PH ステンレス鋼、INCONEL 625、セラミックおよびジルコニアに加え、銅、タングステンカーバイド、および開発中のその他のいくつかの材料を含む、さまざまな材料が利用可能です。多くの金属プリンターの秘密の成分であるサポート材は、手で除去または「蒸着」できる基板を印刷するように設計されており、他の方法では再現できない内部への扉を開きます。
Rapidia は創業して 4 年になりますが、確かにまだ始まったばかりです。「会社は時間をかけて問題を解決している」とゲルバート氏は語った。
現在までに、彼と彼のチームは 5 つのシステムを導入しており、その 1 つはブリティッシュ コロンビア州のセルカーク テクノロジー アクセス センター (STAC) にあります。研究者のジェイソン・テイラー氏は1月末からこのマシンを使用しており、既存のいくつかのSTAC 3Dプリンターに比べて多くの利点があることに気づいた。
同氏は、焼結前に未加工部品を「水で接着」できる能力には大きな可能性があると指摘した。彼は、化学物質の使用や廃棄など、脱脂に関連する問題についても知識が豊富です。秘密保持契約により、テイラーはそこでの仕事の多くの詳細を共有することができませんが、彼の最初のテストプロジェクトは、私たちの多くが思い浮かべるかもしれないものです:3Dプリントされたスティックです。
「完璧な仕上がりになった」と彼は笑顔で語った。「フェースを仕上げて、シャフト用の穴を開けて、今使っています。私たちは新しいシステムで行われた仕事の質に感銘を受けています。すべての焼結部品と同様に、多少の収縮や多少の位置ずれはありますが、機械は十分です。一貫して、これらの問題を設計で補うことができます。
アディティブ レポートは、実際の生産における積層造形テクノロジーの使用に焦点を当てています。現在、メーカーは 3D プリンティングを使用してツールや治具を作成しており、大量生産に AM を使用しているメーカーもあります。彼らのストーリーはここで紹介されます。


投稿日時: 2022 年 8 月 23 日
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