積層造形 | 金属技研株式会社

金属技研

積層造形

積層造形 (Additive Manufacturing) とは?

積層造形技術は、電子ビームまたはファイバーレーザーにより必要な部分の金属粉末を溶解し、凝固させて金属部品を製作する技術です。複雑な形状や強度の高い金属などの難しい成形を可能にし、緻密な3D形状を造形することができます。
航空宇宙産業、自動車分野、医療分野等に幅広く適用されています。
金属技研では、照射熱源の異なる2種類の造形機を所有しており、最終造形品の形状や用途に適した造形機を選択・提案させていただきます。

積層造形について

金属技研の強

01. 国内で唯一実現可能! 設計、造形、熱処理、品質保証までを一貫して行える。

金属技研では、事前検証から、造形、造形後の熱処理工程、仕上げ加工、検査まで一貫して行うことが可能です。
金属積層造形 作製フロー

02. 積層造形でメリットを出すための形状提案を実施

積層造形でメリットを出す形状を考えようとしても、造形装置や各種装置で造形される材料の特徴を把握しないと、 実際に造形することができません。
既存工法では製作困難な3次元ラティス構造や、トポロジー最適化構造を使用した部品一体化構造、軽量化構造を提案し、顧客がより高度な造形検討をしていただくためのサポートをいたします。
造形装置や各種装置

ご希望の複雑形状に併せて、ラティス構造を任意の場所に意図した線径、格子間ピッチで配置可能です。

Materialise 3-matic

使用環境下での応力条件に合わせて、トポロジー最適化形状を算出し、部品の軽量化や高付加価値化が可能です。

INSPIRE
INSPIRE
INSPIRE
INSPIRE

03. 積層造形後の後処理、HIPで強度UP

積層造形で課題とされる項目の一つとして、造形体内部の欠陥が挙げられます。金属技研ではコア技術であるHIP処理を積層造形の後工程として併用することで造形体内部の欠陥をつぶし、内部欠陥を起点に生じる疲労破壊を抑制することが可能となります。
 />積層造形後の後処理、HIPで強度UP
 />積層造形後の後処理、HIPで強度UP

04. 『JIS Q 9100』に積層造形を追加認定

各工程のフィードバックによる工程品質の向上と材料となるリサイクル粉末の管理、それらをトレーサビリティーができる状態で管理する品質体制を実現し、2016年10月、航空スペックに準拠した品質管理『JIS Q 9100』に積層造形を追加認定することができました。
 />『JIS Q 9100』に積層造形を追加認定

積層造形事例サンプ

航空
航空

製作性が悪いTiAl 製ブレードを造形・HIP・機械加工で製作。
※戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)にて製作

医療
医療

複雑形状を有する医療向け臼蓋カップを造形・HIPで製作。
※提供:帝人ナカシマメディカル様

エネルギー
エネルギー

造形・HIPの適応で鋳造型無しで複雑形状部品の高付加価値化を実現

自動車
自転車

板厚0.5mmと弾性のある3次元ラティス構造で軽量化を実現。
※提供:Triple Bottom Line様、CEREVO様
詳しくはこちら

インテリア
インテリア

既存工法では製作困難な有機的な形状を積層造形で表現。
※提供:Triple Bottom Line様

開発・研究
開発・研究

トポロジー最適化構造とラティス構造を併用し、軽量化と部品の一体化を実現。

ファイバーレーザー積層造形

照射熱源にファイバーレーザーを用いた造形機

不活性ガス雰囲気で溶解するため、酸化等の影響が少ない

必要な部分にのみ熱を加えるため、粉末の除去作業が容易であり、複雑な冷却構造でも製作することができる

EOSINT M280(EOS 社製)
EOSINT M280(EOS 社製)
適応材質:Ti6Al4V、Inconel718
造形エリア(mm):250W×250L×325H
積層厚さ:30μm、60μm(Ti6Al4V)、40μm(Inconel718)
表面粗さ:Ra9~Ra12
Laserスキャンスピード:7m/s
Laser Power:400W

電子ビーム積層造形

照射熱源に電子ビームを用いた造形機

真空中で溶解するため、酸化等影響が少ない

電子ビームを磁場コイルで制御するため、機械的な駆動部がなく高速走査が可能となる

高速走査による予熱を実施することで造形物の残留応力が少ない

Arcam A2X(高融点金属造形にも対応する中型機)
Arcam A2X(高融点金属造形にも対応する中型機)
適応材質:Ti6Al4V、TiAl
造形エリア(mm):200W×200L×350H(Ti6Al4V)、150W×150L×300H(TiAl)
積層厚さ:50μm(Ti6Al4V)、90μm(TiAl)
表面粗さ:Ra25~Ra35(Ti6Al4V)
EBスキャンスピード:8000m/s
EB Power:Max3500W(連続可変
Arcam Q20(量産・大型造形対応に特化したTi6Al4V専用機)
Arcam Q20(量産・大型造形対応に特化したTi6Al4V専用機)
適応材質:Ti6Al4V
造形エリア(mm):Φ350×380H
積層厚さ:90μm
表面粗さ:Ra25~Ra35
EBスキャンスピード:8000m/s
EB Power:Max 3000W(連続可変)

紹介Movie

従来工法で難しかった拡散接合を可能にしたHIP処理

HIP
HIP
アルゴンガスなどのガスを媒体として高い圧力と高い温度の相乗効果を利用して処理する技術。

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