金属 3D プリンティング用の BJ バインダー ジェッティング 3D プリンティング プロセス

金属 3D プリンティング プロセスには、パウダー ベッド フュージョン (PBF)、マテリアル ジェッティング (MJ)、バインダー ジェッティング (BJ)、および直接エネルギー蒸着 (DED) の 4 つの主要なプロセス タイプがあります。前回 2 回の記事で、PBF と MJ について詳しく説明しました。この記事では、バインダー ジェッティング (BJ) の 3D プリンティングの原理、利点、欠点を詳しく掘り下げ、これらの金属 3D プリンティング タイプについての理解を深めます。

バインダー ジェッティングでは、主に粉末と液体バインダーを組み合わせて固体パーツを作成します。したがって、これは、SLS 3D プリンティングと材料噴射の原理を組み合わせた 3D プリンティング プロセスであると考えることができます。 SLS 3D プリントと同様に、3D プリントプロセスを開始する前に、材料をパウダーホッパーにロードする必要があります。ただし、BJ バインダーのジェット プロセスは 3D プリンティング プロセス全体を通じて熱を生成しません。つまり、SLS 3D プリンティングのようにパウダーが加熱されません。. 3D プリンティングは、ビルド プラットフォーム上にパウダーの単一層を堆積することから始まります。 3D プリント ヘッドは粉末上をスイープし、結合剤の液滴を選択的にスプレーします。バインダーの液滴を粉末粒子の接着剤と考えてください。液滴が選択的に着弾して粉末と接触し、粒子が融合して固体が形成されます。単一のレイヤーが印刷された後、3D 印刷プラットフォームが下降し、目的のモデルが完成するまでこのサイクルが繰り返されます。

BJバインダージェッティング3Dプリントはさまざまな粉体タイプに対応しているため、SLMやDMLSだけでなく金属3Dプリントにも使用できます。ただし、SLM や DMLS と比較して、メタル バインダー ジェット 3D プリンティングで製造された金属部品は機械的特性が弱いため、後処理により多くの労力が必要になります。-浸透と焼結は、使用される 2 つの主な後処理操作です。-

1. 浸透

3D プリント後、モデルが完全に固まるまで、ターゲット モデルをパウダー内で数時間放置する必要があります。次に、モデルを炉に入れて加熱します。この操作は主にモデル内のバインダーを削除します。ただし、加熱すると結合剤が存在する場所に空隙が生じ、機械的特性が低下します。これに対処するために、多くの場合、毛細管プロセスを使用して低融点の金属をこれらの空隙に注入し、それによって部品の密度と強度を高めます。ブロンズは、浸透に使用される最も一般的な金属です。

2. 焼結

3D プリントの通常の後硬化プロセスの後、モデルは炉内で高温にさらされて焼結が誘発され、モデルの密度と強度が効果的に増加します。{0}}

メタルバインダージェッティング 3D プリンティングに加えて、サンドバインダージェッティング (Sand BJ) も重要な 3D プリンティング技術です。このプロセスでは、液体結合剤に加えて、砂岩または人工砂も一般的に使用され、しばしば「珪砂」と呼ばれます。もちろん、サンド BJ 3D プリントを砂岩ベースの PMMA パウダーと併用して、見事なフルカラー 3D プリント モデルを作成することもできます。{{6}

バインダージェッティング 3D プリントの利点:

1. BJ バインダー ジェット 3D プリンティングは印刷プロセス中に熱を発生しないため、他の 3D プリンティング プロセスで発生する反りなどの熱による障害を効果的に回避できます。

2. この 3D プリント プロセスは、未使用の粉末を 100% リサイクルできるため、材料の入手可能性と費用対効果の点で大きな利点があります。-

バインダージェッティング 3D プリントの欠点:

1. このプロセスの 3D プリンティング原理により、製造されるモデルの全体的な機械的特性は比較的低く、構造強度は市場の他の金属 3D プリンティングプロセスよりも大幅に低くなります。

2. この 3D プリントプロセスでは、材料の選択にも一定の制限があります。しかし、技術の継続的な進歩により、これらの欠点は克服されることが期待されています。

このことから、どの金属 3D プリントプロセスにも長所と短所があることがわかります。したがって、ユーザーがモデルの購入を選択するときは、自分のニーズを十分にベンチマークし、必要に応じて注文する必要があります。