メタル3Dプリントサービス｜コスト計算とオンライン見積もり

メタル3Dプリントは、DMLS (Direct Metal Laser Sintering) や DMLM (Direct Metal Laser Melting) とも呼ばれ、積層造形技術として知られています。メタル3Dプリンティングでは、レーザービームを利用して、20～60ミクロンの金属粉末の層を互いに溶かしながら重ねます。粉末金属は造形プラットフォーム全体に広がり、選択的に前のレイヤーに溶かされます。この積層造形プロセスにより、粉末金属の層から金属パーツを成長させることができます。このプロセスは、粉末床溶融を使用する他のポリマーベースの選択的レーザー焼結 (SLS) 3D プリンターと同様です。

作成されるパーツは、優れた機械的特性を持つ完全高密度金属です。バインダーを使用する他の金属 3D 印刷プロセスもありますが、これらのプロセスでは、完全に高密度の金属ではないパーツが作成されます。このプロセスでは、従来の CNC 機械加工プロセスでは不可能な複雑な形状を作成できます。金属 3D パーツの例としては、金型やインサート、ダクト、ラピッドツーリングなどがあります。

金属 3D 印刷材料には、ステンレス鋼、コバルトクロム、マルエージング鋼、アルミニウム、ニッケル合金、チタンがあります。これらの材料については、すべて以下で詳しく説明します。

Metal 3D Printing Materials & Specifications

Metal 3D プリントは、金属粉末から耐久性のあるパーツを製造することが可能です。これらのパーツは、強度を維持しながら、複雑で入り組んだ、精巧なものにすることができます。

ISO 5832-4 (MP1)

。航空宇宙

材料	合金指定	層	硬度	利点	アプリケーション
ステンレス鋼 (PH1)	15-5 PH, DIN 1.4540 & UNS S15500	20または40ミクロン層	30-35 HRC構築、40 HRCまでポストハードニング	高硬度&強度	試作/生産部品
ステンレス鋼（GP1）	17-4, 欧州1.0L, 欧州2.0L.4542、独国X5CrNiCuNb16-4	20 or 40ミクロンレイヤー	230 ± 20 HV1 Built, 研磨 & 250-400 HV1	高靭性 & 延性	エンジニアリング用途
コバルトクロム（MP1）	ISO 5832-4 & ASTM F75	20.0珪素鋼板	35-45 HRC造	耐高温	タービン&エンジン部品
マルエージング鋼（MS1）	18% Niマルエージング300、欧州1.2709、ドイツ X3NiCoMoTi 18-9-5	20 or 40 Micron Layers	33-37 HRC built, Post Hardened to 50-56 HRC	Easily Machinable & Excellent Polishability	Injection Molding Tooling.NETは、射出成型金型に使用されます。コンフォーマルクーリング
Aluminum AlSi10Mg	典型的鋳造合金	30ミクロン層	約119 ± 5 HBW	低い重量。良好な熱特性	自動車、レース
ニッケル合金 IN718	UNS N07718, AMS 5662, AMS 5664、W.Nr 2.4668、DIN NiCr19Fe19NbMo3	40ミクロン層	30HRC造、47HRCポストハーデン	耐熱&腐食	タービン、ロケット用
ステンレス鋼（316L）	ASTM F138	20ミクロン層	85 HRB	耐食& ピッティング	外科器具, 食品 & 化学プラント
チタン Ti-64*	ASTM F2924	30または60ミクロン層	320 ± 15 HV5	軽量, 高強度&耐腐食性	航空宇宙、モータースポーツレース
Titanium Ti-64 ELI*	ASTM F136特性	30 or 60 Micron Layers	320 ± 15 HV5	Corrosion resistance(耐腐食性), 生体適合性	メディカル、バイオメディカル、インプラント

※詳細はファゾムの専門家にお問い合わせください。

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Aluminum AlSi10Mg

AlSi10Mg は、良好な鋳造特性を持つ代表的な鋳造合金です。薄肉で複雑な形状の鋳造部品に使用される。合金元素であるシリコンとマグネシウムにより、高い強度と硬度が得られます。また、動的特性にも優れているため、高荷重がかかる部品に使用されます。アルミニウムAlSi10Mgの部品は、良好な熱特性と低重量の組み合わせを必要とする用途に最適です。

アルミニウム AISi10Mg の特性

高強度
硬度
優れた動的特性

アルミニウム AlSi10Mg 用途

機能試作の直接製造
低量生産
製品またはスペアパーツ
自動車
エンジニアリング
モーターレース
航空宇宙
アルミダイカスト用試作部品

コバルトクロムMP1

コバルトクロムMP1ではコバルト・クロムが用いられており、その特性を生かした製品を製造することができます。クロムモリブデン系超合金。この種の超合金は、機械的特性（強度・硬度）、耐食性、耐熱性に優れていることが特徴です。このような合金は、歯科や医療用インプラントなどのバイオメディカル用途や、航空宇宙エンジンなどの高温工学用途に一般的に使用されています。

Cobalt Chrome MP1 Properties

強度、温度&耐食性の向上
500～600℃までの温度上昇で機械特性が向上
高炭素 CoCrMo 合金の化学組成 UNS R31538 に適合（< 0.0）ニッケルフリー（< 2.0）
2.01 %のニッケル含有）組成
Fulfills Mechanical & Chemical Specifications of ISO 5832-4 & ASTM F75 for Cast CoCrMo Implant Alloys

Cobalt Chrome MP1 Applications

高温工学アプリケーション（例: ..,

マルエージング鋼 MS1

マルエージング鋼 MS1は、マルテンサイト硬化型鋼です。その化学組成は、米国の分類18％Ni Maraging 300、欧州の1.2709、ドイツのX3NiCoMoTi 18-9-5に相当します。この種の鋼は、優れた強度と高い靭性を兼ね備えていることが特徴です。部品は、組み立て工程の後、CNC仕上げ工程で容易に機械加工ができ、50HRC以上に後硬化させることも容易である。また、研磨性にも優れている。

Maraging Steel MS1の特性

Easily Machinable
Age Hardenable up to Approx.
優れた熱伝導性

Maraging Steel MS1 用途

大量生産向け射出成形
金型用途（例:, アルミダイカスト）
高性能部品

ステンレス鋼GP1

ステンレス鋼GP1は、ステンレス鋼の一種です。その化学組成は、米国の分類17-4、欧州の1.4542、ドイツのX5CrNiCuNb16-4に相当します。この種の鋼は、良好な機械的特性、特にレーザー加工状態での優れた延性を有することが特徴で、様々な工学的用途に広く使用されています。この材料は、機能的な金属プロトタイプ、小シリーズ製品、個別製品またはスペアパーツなどの多くの部品製造用途に理想的です。

Stainless Steel GP1の特徴

優れた機械的特性
優れた延性

Stainless Steel GP1の用途

機能的な製品を含むエンジニアリングの用途

Stainless Steel GP1が使用される用途。試作品

小シリーズ製品

個別製品またはスペアパーツ

高靭性を必要とする部品&延性

ステンレス鋼 PH1

は、ステンレス鋼である。化学成分は15-5 PH、DIN 1.4540およびUNS S15500の組成に適合しています。この種の鋼は、特に析出硬化状態において優れた機械的性質を持つことが特徴です。この種の鋼は、高い硬度と強度を必要とする様々な医療、航空宇宙、その他のエンジニアリング用途に広く使用されています。

Stainless Steel PH1 Properties

Very High Strength
Easily Hardenable up to Approx.

ステンレス鋼 PH1の用途

機能的な試作品を含むエンジニアリング用途
小シリーズ製品

。

個別製品またはスペアパーツ
高靭性を必要とする部品 &硬度

Titanium Ti64

Ti6Al4V合金のことです。この一般的な軽合金は、優れた機械的性質と耐食性を持ち、かつ低比重で生体適合性に優れていることが特徴です。特にELI（extra-low interstitials）バージョンは高純度です。チタンは航空宇宙や工学用途、生体用インプラントに適しています。

Titanium Ti64の特性

軽量で密度あたりの比強度が高い
耐腐食性
生体適合性
レーザー加工性
耐腐食性
レーザー加工性
生体適合性
。ASTM F1472（Ti6Al4V用）& ASTM F136（Ti6Al4VELI用）の最大不純物に関する要件を満たす焼結部品
非常に優れた生体適合性を有する。接着

Titanium Ti64 Applications

航空宇宙&エンジニアリング用途
バイオメディカルインプラント

それぞれの金属3Dプリント方法に最適な材料を選択することは重要なことです。 Fathomでは、私たちのチームがお客様のプロジェクトに最も適した材料を選択するお手伝いをします。以下では、金属 3D 印刷の 4 つのプロセスについて説明します。

金属 3D 印刷プロセス

金属 3D 印刷にはいくつかのカテゴリがありますが、基本的な製造方法はすべて、材料を 1 層ずつ追加して部品を製造することを含んでいます。まず、ビルドチャンバーをアルゴンなどの不活性ガスで満たします。このガスは、金属材料の酸化を最小限に抑えるために使用されます。粉体材料は、造形台の上に置かれます。次に、レーザーで部品の断面をスキャンし、顆粒を融合させて層を形成します。造形プラットフォームが1層下に移動し、さらに金属粉の層が追加されます。再びレーザーでスキャンして、さらに別の層をつくります。この工程を繰り返して、部品が完成します。同じ材料でできたサポート構造を使って、パーツをビルドプラットフォームに取り付ける。パーツの余分な粉を取り除き、熱処理を行います。

Metal 3D printing methods include //

Selective Laser Melting (SLM) //A laser melting layers of powdered metal material in successive layers.
Electron Beam Melting (EBM) //The same process as SLM, but an electron beam replaces the laser.レーザーと電子ビームは、選択的レーザー溶解（SLM）と同じ工程ですが、レーザーは電子ビームに置き換えられます。
Laser Deposition Welding (LMD) // 金属粉末を基材に重ね、孔や亀裂のない状態で融合する。
Metal Powder Application (MPA) // キャリアガス中で粉末粒子を加速し、粉末ジェットを使用して以前にプリントした層または基材に塗布する。後処理は、多くの技術を含むことができる。これらのステップには、あらゆる緩い粉末の除去、支持構造の除去、および熱アニールが含まれる。また、メディアブラスト、金属メッキ、マイクロマシニング、研磨によって、表面品質を向上させることもできます。 CNC 機械加工を使用して穴やスレッドを作成することもあります。
各金属 3D プリントプロセスを区別することは、一部のプロセスが非常に似ているため、混乱する可能性があります。金属 3D プリント用語にまつわる最も一般的な質問には、以下のものがあります //

DMLS と SLM の違いは何ですか? DMLS (Direct Metal Laser Sintering) と SLM (Selective Laser Melting) はどちらも、レーザーを使用して金属粉末粒子をスキャン、融合または溶解し、それらを結合して層状の部品を作成するものです。どちらのプロセスも粒状の金属を使用し、どちらの方法も粉末床溶融3Dプリントの一種です。両者の主な違いは、粒子の結合プロセスにあります。 DMLSでは高熱で結合する融点の異なる金属合金材料を使用しますが、SLMでは単一の溶融温度を持つ金属粉末を使用します。 SLM と DMLS はどちらも工業用途やエンジニアリングプロジェクトに適しています。

DMLM と DMLS の違いは何ですか。ダイレクトメタルレーザー焼結（DMLS）とダイレクトメタルレーザー溶融（DMLM）は、どちらもレーザーを使用して金属粉末材料を溶かし、粒子同士を融合させる積層造形プロセスです。 DMLSでは、金属は部分的にしか溶かされない。 DMLMでは、材料は完全に溶けて液体となり、冷却されると固化する。 DMLS は、どちらのプロセスを説明するためにも使用される用語です。

プロジェクトで DMLS テクノロジーまたは他の金属 3D プリントプロセスを利用する場合でも、従来の製造方法で作られた金属部品に匹敵する高品質の部品を期待することができます。強く、複雑で、耐久性のあるパーツを製造できることは、金属 3D プリントの利点のほんの一部に過ぎません。金属3Dプリントの需要を後押ししてきた利点は他にもあります。 Fathom 社の金属 3D 印刷の専門家に、今すぐご相談ください。

金属 3D 印刷の利点は何ですか

金属 3D 印刷プロジェクトを計画する際には、以下の利点を心に留めておくことが重要です。金属 3D プリントオブジェクトは優れた物理的特性を備えています。金属の超合金のような、従来の製造方法では加工が困難な幅広い材料で作ることができます。金属3Dプリントされた製品は、性能が良く、重量が軽く、組み立て部品が少なくて済みます。金属3Dプリント法を使用することで、企業は従来の製造方法では達成できなかった複雑な形状の部品を製造することができます。金属3Dプリントの利点を活かして、この技術を革新し、多くの用途に利用する産業が増加しています。

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Metal 3D Printing Applications

Metal 3D printingは、耐久性と強度を高めながら部品の重量を軽減できることから、人気の製造方法になっています。これらの特徴は、航空宇宙、ヘルスケア、研究開発、自動車などに有利であることが証明されています。 DMLS は数多くのアプリケーションに使用することができます。以下、 //
- 機能的プロトタイプ
- 直接デジタル製造
- 金型 & インサート
- ダクト
- 高速ツーリング
- 予備品
- Rigid Housing
- Heatsink & Heat Exchanger
金属3Dプリントの歴史

金属3Dプリント技術は1980年代から存在しています。この技術は、多くの大企業が開発と商業化に協力することで進歩し続けています。以下の年表は、金属3Dプリントの歴史をまとめたものです //
- 1980 / / 最初のレーザー焼結機は、テキサス大学のカール・デッカード博士によって開発されたものである。このマシンはプラスチック用に使用されていたが、金属3Dプリントの機会をもたらした。
- 1986 / / Stereolithography technology is invented by Charles Hull
- 1988 / / Selective Laser Sintering (SLS) is invented by Carl Deckard and paved the road for introduction of DMLS.
- 1990 / / / Stereolithography technology has been selected by Carl Deckard and the future.
- 1989 / / 選択的レーザー焼結がCarl Deckardによって発明される
- 1 / / MITのEly Sachs博士がBinder Jettingを開発
- 1995 / / 金属材料のBinder JettingをExOneがライセンス供与
- 1995 / / レーザーによる金属溶融をドイツのフラウンフォーファー研究所が特許を獲得
- 1999 / / 金属材料の溶融をドイツのFraunhoferが特許を承認。大学やドイツのEOS社も金属3Dプリントの開発に協力した。
- 2012 / / 大企業GE、HP、DMが金属3Dプリントに投資を開始。
- 2017 – 現在 / 金属3Dプリントは大規模で有利な産業として発展し続けている。
Other Metal 3D Printing Resources & References

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- 3D プリントギターパーツ
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