金属3Dプリンター粉末の良否判断 基礎知識

毎回お話ししておりますが、この6月の時期は金属粉末への湿度管理が大変気になります。

また最近では金属粉末を持ち込んでのテストも増えてきておりますので、金属粉末の基礎知識をお話ししたいと思います。

金属3Dプリンター用の粉末はガスアトマイズ法を使った球形の粉末が良いとされております。しかし、この粉末もさらに分球して金属3Dプリンターで使用できるサイズにする必要があります。

今世の中に様々な金属3Dプリンターが出ていますが、全て同じ粉末でいい訳ではありません。設備ごとに金属粉末の供給システムが異なっており、大きすぎると駄目、小さすぎると駄目といった現象があるようです。

ここでは設備ごとの分球サイズや特徴等はお話ししませんが、設備毎の分球サイズを提供しなければならないようで粉末の価格が下がる要素が少ないのが現状です。

さて・・・今日は季節柄湿度についてのお話を盛り込みたいと思っています。

最近、金属粉末を持ち込んでの造形テストが増えていますし、弊社としても色々な金属粉末を試す機会が増えてきています。

その時に大事になるのがまずは金属粉末の形状と大きさです。

左の写真は弊社で使用するEOS用の金属粉末です。ピークの粒径は20〜30μm

かなり細かな方も入っています。これを細かくしすぎてしまうと金属粉末を供給する際に抵抗が大きくなりうまく敷き詰められない等の現象が報告されています。

さて、粒径と形状はクリアしたとしましょう。しかし、この条件だけでは金属造形機に入れたくはありません。

金属粉末に湿度があればうまく造形できない場合がありますので、湿度を測定したいところです。

しかし、現実的には弊社にはそのような設備がなく湿度を計測する事ができません。

そんな時に役に立つのが透明な小さなビニール袋です。ビニール袋に金属粉末をいれて振ってみると、湿度を多く含んだ金属粉末はボソボソ塊になっていき、湿度が無い場合はサラサラのまま1つ1つの粒径はくっつく事がありません。またくっついていなくても周りのビニールに多く粉末が付着してしまう場合もあります。このような場合は湿度を含んでいる可能性がありますのでうまく造形できない可能性があるのです。

金属粉末は金属造形に取って非常に重要なモノである事をおわかり頂けたかと思います。

金属3Dプリントのご相談なら株式会社J・3Dまで

金属3Dプリントは樹脂のように簡単には出来ません。出来る形状と出来ない形状がはっきり分かれております。しかし、精度や強度を落としても良い場合がもしあるのならば造形できる幅は広がります。それらは造形ルールというものに基づき判断させて頂いておりますが、そこには弊社の技術力も加味されます。まずは造形の可否からお問い合わせ下さい。

弊社の金属3Dプリントは粉末積層造形方を用いておりますので、サポート材と言われる補助材料が付着します。このサポート材がどこに付着するかによって造形の可否を大きく左右します。3Dプリンターならどんな形状でも出来る訳ではありません。また使用設備(メーカー)によって出来る場合と出来ない場合もあります。他社では造形不可でも弊社で出来る場合もありますし、逆の場合もありますので諦めずに見積りしてみて下さい。

ご相談内容は造形の可否だけではなく、できるようにするには・・という改善案もお客様にはお話をさせて頂きます。若干形状を変えて頂くだけでもできる可能性が出てきますので気軽にお問い合わせ頂ければ良いかと思います。

弊社では立ち上げから約3年にわたり多くの部品等の造形をしてきました。もちろん多くの失敗も積み重ねてきました。しかし、それらの失敗から多くを学び独自の技術力を高めています。

金属3Dプリントはどこでも同じではありません。ノウハウが大きく関わる設備なので例え同じ設備を持っていてもそこには違いがあります。金属3Dプリントの事なら数多くの実績をもつ株式会社J・3Dにご相談下さい。

また、設備(金属3Dプリンター)購入検討の皆様もお問い合わせを頂ければ私たちが知りうる全ての事をお話させて頂きます。

金属3Dプリンターで製作しているところを見てみたい。
金属3Dプリンターの工場を見学できます。

金属3Dプリンター造形の3Dデーターファイル形式について

見積りのメールや電話を頂くことが多くありますが、「ざっくりした見積りが欲しい」という要望が多くあります。その上で回答すると「高いね」と言われます。

ざっくりした見積りとは、どんな形状でも四角にしてしまい、大きさだけの判断で見積りをさせて頂く事になるので実価格とは全く異なります。見積りの際は3Dデーターを頂けると、しっかりした見積りができます。

データーファイル形式については・・

STLファイル

STL(ポリゴンデーター)3D System社により開発された形式です。3D形状を三角の集合体として表現する3Dプリンター業界では標準的な形式として取り扱われております。通常のCADにはほぼSTL変換できるようになっておりますが、三角の大きさがそのまま造形品の品質になりますので出来るだけ細かい三角にする必要があります。

IGESファイル

IGESは異なったCAD間でデーターを受け渡す為の中間ファイルになります。一般的によく使われるファイル形式ですが読み込むソフトによって壊れていたりする場合もあります。造形後に機械加工をしたい場合はIGESファイルも必要となります。

STEPファイル

STEPファイルはヨーロッパでIGESファイルの弱点克服の為に開発された規格になります。このファイル形式でも読み込めますので全く問題ありません。

Parasolidファイル

Parasolidはソリッドワークスが開発したソリッドの中間ファイルになります。弊社ではParasolidファイルが得意なCADを保有しているので相性が非常に良いです。

 

以上のファイル形式で3Dデーターを送って頂ければすぐにお見積りをさせて頂きます。STLデーター品質に自信がない場合はIGES,STEP,Parasolidでお送り下さい。

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金属積層造形技術の最前線

弊社では金属積層造形受託サービスが生業となっていますので、毎日が最前線と言えます。

毎回違う形状を造形するので、出来るのか出来ないのかの判断やサポート材の付け方、熱歪みの問題と戦っています。

もちろん、それはノウハウとなり弊社の力になっていくものですが、お客様の満足できる製品を作るにはまだ至っていないと思っています。

本来、金属積層造形技術を用いて複雑な形状を作ったり、3次元水管金型のような空間をつくったりしますが造形後の寸法精度や面粗度は望まれているものとはほど遠いものとなっています。弊社では「EOS」社の「EOSINT M280」「EOSINT M290」を使用していますが、「3D System」社の「PROX 300」という細かな積層ピッチをもってしても同じ事なのです。

では金属積層造形をどのような活用をしたらいいのでしょうか???

欧米を例にとってみますと、医療、航空機のような多品種少量生産には金属積層造形技術が多く使用されるようになってきました。ベルギーではマテリアライズがそのビジネスモデルを成功へと導かれました。またGEも飛行機のエンジンの部品を作り始めました。このように多品種少量生産には金属積層造形技術は向いています。

しかし、ここで注意しなくては行けない事があります。それが・・「設計」です。

欧米では金属積層造形技術を活かす為の設計を勉強しそれを盛り込んだ上で部品を造形します。せっかく金属積層造形をするのに今までと同じ設計では部品を組み合わせたり、では意味がないので一体化や「トポロジー最適化」なども施し、軽量で同強度のものを作り上げています。

弊社お客様の最前線ではまだそのような動きはなく・・いま現状のものを早く作る。という手法に特化しております。

そうなると付加価値は「納期」しか無くなってしまいます。もっと大きな不付加価値を作り上げるには最適設計をする必要があります。

弊社では2013年が日本での金属積層造形元年と位置づけていますが(勝手に・・)、多くの講演やセミナーを開催し日本でも金属積層造形技術が正しく認識され、より高付加価値の製品が生み出されるように願っています。

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