アルミニウム合金は、強度が高く、耐食性が高く、リサイクル性に優れているなどの利点があり、自動車の軽量化に最適な素材と考えられています。 メーカーは、3D プリントとアルミニウム合金を組み合わせて、複雑な形状やコンフォーマル冷却チャネルなどの特殊部品を開発しています。 しかし、経済的利益が低いため、この技術は自動車生産では広く使用されておらず、鋳造と型開きが依然として主流の生産方法です。 3D プリントの高コストをどのように解決し、真に大量生産を促進するかは、3D プリント企業にとってチャンスであり課題でもあります。
3D プリントの新興企業である Alloy Enterprises は、高歩留りの完全高密度アルミニウム部品を提供するように設計された新しい 3D プリント プロセスを開発しました。 アルミニウム用に設計されたこの選択的拡散接合プロセスでは、粉末ではなく独自のフレーク アルミニウムを原材料として使用します。 この新しいプロセスは、生産規模を拡大し、コストを削減し、安全性と使いやすさを向上させることができると理解されています。 同時に、3D プリンティングが自動車や産業などの垂直分野でより幅広い用途を獲得し、最終的には鋳造工芸などの従来の鋳造に取って代わるのに役立ちます。
大量生産に向けて、素材がカギ
選択的拡散接合は、層状の立体造形の一種であるシート ベースのプロセスです。 材料に関しては、同社は新しいアルミニウム原料を製造するための新しい製造方法を発明したのではなく、アルミホイルやソーダ缶に使用されるのと同じアルミニウム圧延プロセスを使用してそれを取得しました. コストはアルミ粉の1/25と言われています。 粉を使わないことで、コストだけでなく、焼き、ふるい、粉取りなどの工程が不要になります。 圧延アルミニウムには、金属粉末に固有の危険性がなく、プロセスには呼吸用保護具や特別な保管などの保護具は必要なく、材料の爆発のリスクもありません。
2台の機械が連携して切る・のり
選択拡散接合は2台使用。 コンストラクト マシンと呼ばれる 1 つ目は、レーザーを使用して部品の輪郭を切り取り、シートを積み重ねてから、材料の特定の領域に抑制剤を塗布してサポートを形成します。 同時に、マシンは各レイヤーをスキャンおよび検査して、製品の品質を確保し、印刷の成功率を向上させることもできます。
これらが完了すると、オペレーターはパーツをボンドマシンに移動します。 この機械では、抑制剤でコーティングされた領域を除いて、部品は拡散接合プロセスを経て材料のシートを融合します。 拡散接合プロセスでは、シートを積み重ねて 1 つの材料にし、次にサポート材料を取り除き、熱処理して最終部品を取得します。
従来の鋳造と同様に、二次仕上げは CNC で行うことができますが、3D プリントは鋳造に比べて複雑な形状とコンフォーマルな冷却チャネルを生成できます。 さらに、高強度のアルミニウム合金 (6061 など) で製造されているため、その機械的特性は従来の鋳造部品よりも優れており、所要時間も短くなります。
金属 3D プリントの経済的な大量生産を実現するには、さらに多くの新しい技術が必要です。 また、国内企業からも同様のイノベーションが期待されており、将来の 3D プリンティング市場により多くの驚きをもたらすでしょう。