3Dプリンティング用金型材料の加工

3Dプリンティング材料においては、マクロスケールの構造不均一性や欠陥が、選択された積層造形手法に固有の欠陥と見なされ、一般に設計された構造形状に非定型的な特徴として現れる。例えば、表面テクスチャ（粗さや波状変動）や残留粉末（例：チャンネル、孔、空洞など）、ねじ切り加工などが挙げられる。特に、表面の波状変動と仕上げ精度は重要な課題である。したがって、AFS-D攪拌摩擦溶接による積層造形やAW-DED電弧ワイヤー指向エネルギー堆積3Dプリンティングプロセスといったより高度な加工手法では、CNC機械加工などの後処理工程がさらに多く必要となる場合がある。

公開日:

2023-05-13

3D 印刷する金型材料の加工

3D 印刷する（3Dプリンティング）、別名付加製造（積層造形、略して午前) 、1990年代に台頭した。従来の「削り取り」加工方法とは異なり、 3D 3Dプリンティングは、コンピュータソフトウェアを基盤とし、設計やスキャンなどの手法によって3次元モデルを構築し、離散的な材料を層ごとに積み重ねていく方式で行われます。 ( 粉末、ワイヤー ) 加工成形の一技術。 3D 3Dプリンティングでは、多くが球状粉末を原料として使用し、集中的な熱源によって選択的に溶融させたのち、その後の冷却により固化して造形品を形成します。。

3D 印刷する 3D 製品を印刷する

現在において 3Dプリンティング産業において、金属3Dプリンティングはかなり大きな割合を占めています。たとえば航空宇宙分野では、金属3Dプリンティングは試作部品の製造から量産段階へと移行しており、歯科分野では3Dプリンティングによる金属製クラウンが歯科技工所における標準的な手法となっています。さらに整形外科分野では、3Dプリンティングによる金属インプラントの本格的な量産導入が進んでおり、金型や放熱器などの分野でも従来の製造プロセスに代わって活用が広がっています。。

3Dプリンティング一般的に使われる粉末冶金高温合金は、粉末冶金法を用いて製造される高温合金であり、従来の鋳造・鍛造による高温合金に比べて、組織が均一でマクロな偏析がなく、さらに降伏強度が高く疲労特性に優れるといった利点を有し、従来の製造プロセスで生じる偏析を克服している。（不均一性が低く）、使用される予合金化粉末の各粒子はまさに“微細な鋼インゴット”であり、合金の偏析は粉末粒子の微小なスケール内でしか生じないため、合金の総合的な性能を向上させるとともに、切削加工量を削減して合金の利用率を高めることができます。

しかし、3Dプリンティング材料のマクロスケールの不均一性および欠陥は、選択された積層造形手法に固有の欠陥と見なされ、一般に設計された構造形状における規定値外の特徴として現れる。例えば、表面テクスチャ（粗さや波紋）や残留粉末（例：チャンネル、孔、空洞など）が挙げられる。ねじ加工、製品の精度など、特に表面の波紋度と光沢度。したがって AFS-D攪拌摩擦溶接による積層造形や、AW-DED電弧ワイヤー指向性エネルギー堆積3Dプリンティングプロセスなどのより高度な加工方法では、CNC機械による再加工など、より多くの後処理が必要となる場合があります。

金属 3D 従来の精密加工技術に比べて印刷

3Dプリンティングプロセスにおける製造上の留意点 ：

1. ネジ部はタップ加工を推奨し、直接造形することは推奨しません（内外ネジを含む）。

2. 壁厚、溝幅、文字サイズが0.5mm未満の場合、印刷できる保証はありません。

3. アセンブリ部品については、アセンブリ・組み立て図の送付を必ずご連絡ください。出荷前に必ずアセンブリを完了してから発送いたしますので、事前のご連絡がない場合はアセンブリに関する責任は負いかねます。

4. 組み付けが必要な製品の隙間は、片側に0.15mmを確保する必要があります。

5. 局所的な組み付け精度が要求される部位（例えば、軸受穴・径・平面の組み付け面）については、事前に加工余裕を確保したうえで、二次仕上げ加工により精度を調整する。

6. 金属3Dプリンティングでは、高温焼結後に細長く薄肉の部品や殻状構造などにおいて変形が生じる場合があります。一方、金属3Dプリンティングの強みは複雑な形状の部品の製造にあり、精度および表面品質については切削加工に劣ります。

7. 素地表面の麻点（Ra約7）；

8. 金属3Dプリント材料の後処理：従来の材料と同様に、後工程での二次加工が可能です。

9. 50mm以下の製品の印刷公差は±0.1mmとし、それ以上の大型製品については、図面に基づいて公差を検討する。

10. 大型部品のように分解して印刷する必要がある場合には、分解位置を慎重に検討し、穴の位置を避けるとともに、変形量を考慮し、溶接時の位置合わせ用のインターフェースを確保しておく必要があります。

当社 PMシリーズタップ において 3Dプリンティング金型 材料の加工と応用：

製品材料： 0.1C-12Cr-10Co-5Mo（ マルテンサイト時効ステンレス）；材料硬度： HRC42-46

タップ	ブランド	アンモナイト
	製品型番	JSTREM12X1.5
	製品の素材	HSS-E-PM
	製品仕様	M12X1.5-6HX
	テストの数量	2
刀の柄	ブランド	遠見
	名称	フローティングワイヤーアタッチメント
加工パラメータ	線速度（vc）	4	m/min
	回転数（名詞）	110	最小 ^{マイナス1}
	深さ	20	ミリメートル
	冷却液	外冷	乳化液

テスト結果		加工 250件後にねじ山の粗さが悪化する