金属 3D プリントの仕上げについては、さまざまな分野で同じニーズがあるのでしょうか?

1. 航空宇宙: 最高のパフォーマンスと極限環境に適応する能力
航空機分野には、金属 3D プリント部品に対して非常に厳しい基準があります。つまり、これらの部品は丈夫で、高温に耐えられ、信頼性が高く、軽量でなければなりません。たとえば、航空機エンジンのタービンブレードは、1000 度を超える温度で動作し、毎分数万回転の遠心力に耐える必要があります。また、標準の鋳物よりも 30% ～ 50% 軽量である必要があります。この非常に困難な作業環境では、後処理に 3 つの主な要求が課せられます。-

微細構造制御: 熱間静水圧プレス (HIP) を使用して内部細孔を除去し、材料密度を 100% に近づけます。ある航空機会社では、HIP-処理された 3D プリントされたチタン合金ブレードを採用しています。これらのブレードは未処理部品よりも 5 倍長持ちし、鍛造部品と比べて 92% の強度があります。
残留応力の除去: レーザー選択溶解 (SLM) プロセスによる残留応力は、材料の降伏強度の 60% に達する場合があります。応力レベルを安全なレベルまで下げるには、応力アニーリング (550 度で 4 時間保持) が必要です。この処理の後、特定の宇宙船の耐荷重構造の形状を 3.2 mm から 0.1 mm 以内に変化させることができました。-
表面の完全性の制御: 電解研磨により表面粗さが Ra12.5 μm から Ra0.4 μm に低下し、厚さ 1 ～ 2 μm の不動態化層が形成されます。これにより、塩水噴霧試験は 200 時間から 2000 時間持続し、海洋環境でも製品を安全に使用できるようになります。
2、医療インプラント: 生体適合性と個別のカスタマイズ
医療業界では、生物にとって安全でさまざまな用途に使用できる金属 3D プリント部品が必要です。主な問題は、「材料構造関数」が 3 回一致することを確認することです。たとえば、カスタマイズされた人工股関節は、後処理のために次のパラメータを満たす必要があります。-

表面生物活性化：マイクロアーク酸化によりチタン合金の表面に厚さ20μmの多孔質酸化物層を生成します。気孔率は 30% ～ 40% に保たれ、気孔サイズは 50 ～ 100 μm であり、人間の骨梁の構造に似ています。臨床調査により、この表面処理により骨の統合のペースが 40% 向上し、術後 6 か月でプロテーゼの安定率が 98.7% に達することが実証されました。-
磁石を使用しない処理：核磁気共鳴が機能するためには、材料の残留磁気が5nT未満である必要があり、印刷時に発生する磁区配向の違いを固溶体処理（850度で2時間絶縁および水冷）によって除去する必要があります。この治療後、3T MRI 装置の特定の心臓ステントによって引き起こされる画像アーティファクトの領域は 82% 縮小しました。
あなただけのサイズ管理: 5 軸リンケージマシニングセンターで接合面を±0.02 mm のサイズ精度で研削します。リバース エンジニアリングを使用して患者の CT データをスキャンし、3D プリンティング、CNC 精密加工を行ったカスタムの頭蓋骨修復インプラントは、欠損部位の 99.3% に適合します。
3. 自動車の製造: 重量とコストのバランス
自動車分野では、金属 3D プリント部品に対するニーズが「二極化」しています。ハイエンド モデルは最高のパフォーマンスを求めますが、低価格モデルはコストを抑えることを求めます。-この独自の要件により、後処理テクノロジーは次の 2 つの方法で変化することになります。-

高性能部品加工: 新エネルギー車のモーター ケーシングは 3D プリントされたアルミニウム合金で作られています。 T6熱処理（固溶530度＋人工時効170度）により、引張強度が280MPaから380MPaに向上。熱伝導率も120W/(m・K)から180W/(m・K)に向上し、IGBTモジュールの放熱ニーズに応えます。
経済的なコンポーネントの加工: 特定の経済モデルでは、80 メッシュ サイズの Al2O3 砂粒子を使用したサンドブラスト処理により、表面粗さが Ra10 μm から Ra3.2 μm に減少した 3D プリントされたステンレス鋼ブラケットを採用しています。同時に、厚さ 0.5 μm の圧縮応力層が生成され、疲労寿命が 50,000 サイクルから 200,000 サイクルに延長され、10 年の使用基準を満たします。
バッチ生産の最適化: マルチ レーザー ヘッド SLM デバイスが特定のトランスミッション バルブ ボディを印刷し、オンライン レーザー干渉計が層間接着の品質をリアルタイムでチェックします。{0}自動ショットピーニング処理 (ガラスビーズ、粒径 220 メッシュ) のおかげで、1 つの部品の後処理時間が 45 分から 12 分に短縮され、年間 500,000 個の部品を製造するには十分な時間になります。{3}}
4. エネルギー機器：長寿命と耐腐食性を保証
金属 3D プリント部品は、高温、高圧、重大な腐食などの非常に過酷な条件に対応できる必要があります。これは原子力、石油化学などの分野にも当てはまります。特定の海底石油およびガスバルブは、3D プリントされたニッケルベースの合金で作られています。{3}その後処理システムには次のものが含まれます。-

超臨界流体を使用した洗浄: 液体 CO2 を使用して内部流路内の残留粉末を除去するこの方法は、一般的な超音波洗浄よりも 8 倍効果的で、残留粒子のサイズは 10 μm 以下に抑えられます。
傾斜熱処理：分割焼入れ（1050度水焼入れ+ 760度油焼入れ）により、材料の表面に厚さ1mmのマルテンサイト層が形成され、中心部はオーステナイト組織が維持されます。これにより、バルブの衝撃靭性は、-46 度の低温条件で 20J から 120J に増加します。
複合コーティング技術: まず、プラズマ溶射により厚さ 0.3 mm の Al2O3-13% TiO2 セラミック層を作成します。次に、レーザー クラッディングにより、厚さ 0.1 mm の NiCrBSi 合金層が追加されます。これにより、5% NaCl 溶液中でのバルブの腐食速度が 0.02mm/年から 0.001mm/年に低下します。