ちょっと、そこ！私はニチノール フォイルのサプライヤーですが、このユニークな素材に最適な 3D プリント方法についてよく質問されます。ニッケルチタン合金であるニチノールは、その形状記憶効果と超弾性で知られており、医療、航空宇宙、ロボット工学などのさまざまな業界で人気があります。このブログでは、ニチノール箔に適した 3D プリント方法をいくつか紹介します。
3D プリント ニチノール フォイルを使用する理由
印刷方法に入る前に、ニチノール箔を 3D 印刷する理由について簡単に説明しましょう。 3D プリントは設計の自由度が高く、従来の製造方法では実現が困難または不可能だった複雑な形状や構造を作成できます。これは、医療用インプラントや特殊なセンサーなど、カスタム形状が必要なアプリケーションに特に役立ちます。
ニチノール箔の 3D プリント方法
1. 粉末床溶融（PBF）
パウダー ベッド フュージョンは、レーザーや電子ビームなどの高エネルギー源を使用して粉末層を選択的に溶融する、広く使用されている 3D プリンティング方法です。 PBF には、選択的レーザー溶融 (SLM) と電子ビーム溶融 (EBM) の 2 つの主なタイプがあります。
- 選択的レーザー溶融 (SLM): SLM では、レーザー ビームを使用して粉末粒子を溶かし、融合させます。この方法は高精度を実現し、複雑な形状の部品を製造できます。ただし、特に大型部品の場合は、かなりの費用と時間がかかる場合もあります。 SLM は、小さくて複雑なニチノール箔コンポーネントを高精度で作成するのに適しています。たとえば、ステントやカテーテルなどのマイクロスケールの医療機器の製造に使用できます。当社についてさらに詳しく知ることができますニチノール形状記憶合金箔このような用途に使用できます。
- 電子ビーム溶解 (EBM): EBM は電子ビームを使用して粉末を溶かします。真空環境で動作するため、材料の酸化や汚染が軽減されます。 EBM は一般に SLM よりも高速で、より大きなパーツを処理できます。高強度と優れた機械的特性を必要とするニチノール箔部品の製造に最適です。たとえば、ニチノール箔で作られた航空宇宙部品は EBM プロセスの恩恵を受けることができます。
2. バインダーの噴射
バインダー ジェッティングは、ニチノール フォイルに使用できるもう 1 つの 3D プリント方法です。このプロセスでは、液体結合剤が粉末層上に選択的に堆積され、粒子が結合されます。印刷が完了した後、通常、部品は焼結されて密度と強度が向上します。
- バインダージェッティングの利点: バインダーの噴射は比較的高速で、PBF 法と比較して低コストで大型部品を製造できます。また、特定の用途に合わせて調整できる、さまざまな粉末材料や結合剤の使用も可能になります。ニチノール フォイルの場合、バインダー ジェッティングは、それほど複雑ではない形状のプロトタイプや大規模コンポーネントを作成する場合に適したオプションとなります。あなたは私たちをチェックアウトすることができます超弾性ニチ合金箔これはバインダーの噴射用途に適している可能性があります。
- 制限事項: バインダー ジェッティングの主な制限の 1 つは、製造される部品の密度と強度が、PBF 法で製造された部品と比較して低い可能性があることです。さらに、焼結プロセスにより多少の収縮や歪みが生じる可能性があるため、慎重に制御する必要があります。
3. 材料の押出
溶融堆積モデリング (FDM) としても知られる材料押し出しは、加熱されたノズルからフィラメントを押し出し、層ごとに部品を作成する一般的な 3D プリンティング方法です。
- ニチノールフィラメントの使用: 他の材料ほど一般的ではありませんが、材料押出用のニチノール フィラメントを開発する取り組みが行われています。この方法は、ニチノール箔を 3D プリントするための比較的低コストで使いやすいオプションを提供します。ただし、印刷パーツの品質と特性は、PBF またはバインダー ジェッティングによって作成されたパーツに比べて制限される場合があります。材料の押出成形は、シンプルで低応力のニチノール フォイル コンポーネントの作成やラピッド プロトタイピングに適しています。
3D プリント方法を選択する際の考慮事項
ニチノール箔の 3D プリント方法を選択する場合、考慮すべき要素がいくつかあります。
- パーツの複雑さ: 複雑な形状の部品を作成する必要がある場合は、SLM や EBM などの PBF 方法の方が適している可能性があります。より単純な部品の場合は、バインダーの噴射または材料の押し出しがより良い選択となる可能性があります。
- 機械的性質: 強度、延性、形状記憶効果など、最終部品に必要な機械的特性も印刷方法の選択に影響します。 PBF 法は一般に、バインダーの噴射や材料の押出に比べて優れた機械的特性を提供します。
- コストと時間: コストと時間は常に重要な考慮事項です。バインダーの噴射と材料の押し出しは、一般に大規模生産や試作の場合、よりコスト効率が高く、より高速です。一方、PBF 法はより高価ですが、より高い精度とより良い品質を提供します。
- 表面仕上げ: 部品の表面仕上げ要件も考慮する必要があります。 PBF 法では、バインダーの噴射や材料の押し出しに比べて、より滑らかな表面仕上げの部品を製造できます。
結論
結論として、ニチノール箔に適した 3D プリント方法はいくつかありますが、それぞれに独自の利点と制限があります。 SLM や EBM などの粉末床溶融法は、高精度と優れた機械的特性を提供しますが、高価で時間がかかる場合があります。バインダージェッティングは、それほど複雑ではない形状の大型部品にとっては、より高速でコスト効率の高いオプションであり、一方、材料押出は、ラピッドプロトタイピングのためのシンプルで低コストの方法です。
3D プリント用のニチノール フォイルの購入に興味がある場合、または適切なプリント方法についてご質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。お客様の特定のニーズに最適なソリューションを見つけるお手伝いをいたします。
参考文献
- I. ギブソン、DW ローゼン、B. スタッカー (2015)。積層造形テクノロジー: 3D プリンティング、ラピッド プロトタイピング、およびダイレクト デジタル マニュファクチャリング。スプリンガー。
- Kruth、JP、Leu、MC、および中川T. (2007)。積層造形とラピッドプロトタイピングの進歩。 CIRP 年報 - 製造技術、56(2)、525-546。