一口に金属3Dプリンターと言っても、さまざまなタイプがあります。ここでは、代表的な造形方式2つと現在注目を集めている造形方式2つをピックアップしてご紹介します。
（1）パウダーベッド方式
2020年j時点で、金属3Dプリンターで最も採用されているのが、パウダーベッド方式です。
パウダーベッド方式とは、金属粉末を敷き詰めたところにレーザービームや電子ビームを照射し、造形部分の金属のみを溶かして固めていく造形方式です。レーザービームを使用する方式を、「SLM方式」や「SLS方式」と呼ぶこともあります。
パウダーベッド方式のメリットは、造形精度が高いこと。造形方式のメリットではないですが、パウダーベット方式の金属3Dプリンターは多くのメーカーがリリースしているため、製品の選択肢が多いというのもメリットの一つです。
一方、デメリットとしては、金属粉末を一層敷き詰めて、レーザービームや電子ビームを照射してという動作を繰り返すため、造形に時間がかかります。また完成時には、造形物の周囲に使用されなかった金属粉末が付着しているため、それを取り除く手間もかかります。この造形に使用されなかった金属粉末は再利用が可能です。
（2）メタルデポジッション方式
メタルデポジッション方式も、金属3Dプリンターの代表的な造形方式の1つです。指向性エネルギー堆積法と呼ぶこともあります。
メタルデポジッション方式とは、金属粉末の噴射とレーザービームの照射を同時に行い、造形部分に溶けた金属を積層、凝固させていく造形方式です。
メタルデポジッション方式のメリットは、パウダーベッド方式よりも造形スピードが速く、金属粉末の除去作業も必要ないこと。さらに、一から造形するだけでなく、レーザークラッディングという、摩耗部分を肉盛り修復する加工もできます。
一方、デメリットは、パウダーベッド方式よりも造形できる形状に制限があり、造形精度も劣ることです。
（3）ADAM方式
Markforged社の金属3Dプリンター「Metal X」で採用されているのが、ADAM方式です。
ADAM方式では、樹脂を使用する通常の3Dプリンターで用いられているのと同じFDM方式で、材料を押し出して積層していきます。
FDM方式の3Dプリンターと異なる点は、まず材料。ADAM方式の金属3Dプリンターでは、熱を加えることで柔らかくなる熱可塑性樹脂に、金属粉末を混ぜたものを使用します。
そして、FDM方式の3Dプリンターの場合は、造形が終わると完成ですが、ADAM方式の金属3Dプリンターの場合は、完成までにさらにいくつかの工程が必要です。
熱可塑性樹脂は、金属粉末を接合する役割を持つバインダーなので、造形物からこれを取り除く脱脂と呼ばれる作業を行います。
その後、造形物を炉に入れて焼結させることで、初めて完成した金属部品になるのです。焼結する際に造形物が収縮するため、ADAM方式の金属3Dプリンターでは、完成寸法よりも大きく造形されます。
ADAM方式のメリットは、高強度／高密度で精度も高い金属部品を、従来の金属3Dプリンターよりも大幅に短い時間で造形できること。また金属粉末が飛び散ることがないため、粉塵爆発の心配がなく、より安全に造形することができます。
そして、ADAM方式の最大のメリットは、導入費用が、従来の金属3Dプリンターの10分の1程度に抑えられることです。これまで導入コストの問題でなかなか金属3Dプリンターに手が出せなかった企業も、導入を検討することができるでしょう。
デメリットを挙げるとすれば、脱脂や焼結の工程が必要なため、完成までにやや手間がかかるという点です。
（4）バインダージェット方式
バインダージェット方式は、ADAM方式と共に現在注目を集めている方式の一つです。
金属粉末を敷き詰めたところに液体のバインダーを噴射し、金属粉末を固めていく造形方式で、パウダーベッド方式のレーザービームや電子ビームを、液体のバインダーにしたものと考えていただくとわかりやすいと思います。
バインダーを噴射するので、金属3Dプリンターの造形だけでは完成品にならず、ADAM方式と同じように、脱脂、焼結の工程を経てようやく完成した金属部品になります。
バインダージェット方式のメリットは、造形スピードが速いこと。また敷き詰めた金属粉末が上の層を支えてくれるため、サポート材が不要で、複雑な形状の造形も可能です。
一方、デメリットは、ADAM方式と同じく、脱脂や焼結の工程が必要でやや手間がかかるという点でしょう。
------------------------------------------------------------------------------
PR
プロフィール
HN：
No Name Ninja
性別：
非公開
最新記事
(04/21)
(04/14)
(04/07)
(03/28)
(03/22)