金属3Dプリンター基礎知識

金属3Dプリンターで造形出来る金属材料まとめ

金属3Dプリンターで造形できる金属材料は今のところ限りがあります。どんな金属でも出来る訳ではないので本来の性能と違う場合も出てくるかもしれません。

そこで弊社で取り扱う金属3Dプリンター材料に付いてまとめてみました。アルミニウム、マルエージング鋼、インコネル718、チタン64、SUS316L。

マルエージング鋼

マルエージング鋼成分表

鉄系の部品や金型に使って頂いている材料になりますが、その使い方の場合オーベースペックになる場合もありますが、鉄系と言われますとこの材料になります。

時効材になりますので、時効処理をする事により硬さがHRC53程度まで向上するので万能性がある材質として弊社では取り扱っています。

価格的にも一番安く、納期も早い造形物になります。他の材料に比べ歪みも少ないの造形がしやすい材料です。機械的特性については次のようになります。

マルエージング鋼機械的特性

アルミニウム(AlSi10Mg)

アルミニウム成分表世の中には色々なアルミニウムが存在しておりますが、金属3Dプリンターで使用するアルミは限られています。特に弊社で取り扱っているアルミニウムは1種類のみです。

しかし、造形のサイズによって特性が変わってきますので両方のご紹介をさせて頂きます。アルミニウムの成分に付いてはどの方法でも粉末は1種類なので変わる事がありませんのでご確認下さい。

アルミニウムには2種類の造形方法があります。1つは通常造形。通常造形は造形するチャンバー内の基準プレート温度が35℃の事を言います。この造形方法では弊社で出来る造形サイズ、特にZ方向に対して280mmを確保できる造形方法になります。しかし、アルミニウムはすぐに固まってしまうため、より大きな残留応力をもつ事になりますので、面積の広いものには不向きだと言えます。また造形金属の密度も低くなります(99.85%)。

アルミニウム機械的特性35

一方、もう1つの造形方法が200℃造形といわれる造形方法です。先ほど説明したようにアルミニウムはすぐに固まってしまう為に残留応力が大きくなりますが、すぐに冷えない工夫を施したのが200℃造形になります。

この方法により残留応力を抑える事が出来るようになりました。が・・・造形物の高さが140mmを超えると造形が出来なくなります。その理由は金属粉末の継ぎ足しが必要になるからです。造形が一定の高温状態になっている時に粉末の継ぎ足しが発生するとチャンバーの扉を開ける必要があります。その時に熱が下がり収縮をおこしてしまいます。収縮後にリスタートすると寸法がずれてしまい造形部の出来映えが悪くなります。

引っぱり強度等の機械的特性も通常造形に比べ落ちますので、このデーターをしっかり確認した上で使用する事をお勧め致します。

アルミニウム機械的特性200

インコネル718

インコネル718成分表耐熱が必要な部分に使われる材料になりますが、通常切削でやる場合も材料の手に入りにくさや、加工性の悪さなどがある材料です。主に航空機や自動車関連で使われています。

複雑形状なればなるほど金属3Dプリンターを使うメリットがあります。

造形としては比較的やりやすい材料になりますが、高温熱処理が必要なため残念ながら弊社で熱処理までの対応が出来ませんのでご了承下さい。

弊社の造形物ではかなり需要の高い金属です。耐熱温度は649℃になります。

インコネル718機械的性質

チタン64

チタン64成分表この材料は航空機、医療分野で幅広く使って頂いておりまして軽量化に適しております。医療では体内インプラントの材料としても今後活躍が見込まれています。

しかし、造形の難易度としては最高レベルになります。歪みが出やすくサポート除去も大変な材料ですが、同じように切削でも大変な材料です。インコネル同様複雑形状では高価が高い材料ですし、一品一様で金型を製作する事無く製品が出来上がるので、チタン部品の試作開発分野でも大きく効果を上げる事ができます。

金属粉末の価格も一番高いのですが、サポート除去費用等も一番高額な造形になります。

チタン64機械的特性

ステンレス(SUS316L)

SUS316L成分表お客様からの要望の多い材料です。もちろん錆びない材料としての需要になります。食品関係から宝飾、または薬品関係などからの引き合いが多いです。しかし、積層ピッチが細かく(0.02mm)造形時間がかかる材料になります。今までにない形状を作りたいとい要望が多いのが特徴です。

現状機械加工でできるものを置き換えても価格的には厳しいと言われますので、ステンレスでしかも今まで出来なかった形状を作る場合に特化して使用する事をお勧め致します。

 

 

SUS316L機械的特性

金属3Dプリンター

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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