序章
バインダージェッティング 機能性金属部品の多様な生産において複数の能力を有し、 フルカラーの原型、置物、大型の砂型鋳造。バインダージェッティングの仕組み、特徴、主なメリットをご紹介します。
バインダージェッティングプロセス
Binder Jetting は、粉末製品によって層ごとに接着剤を使用して部品を作成します。リコーターがプラットフォームのベッドに薄い粉末層を広げ、プリントヘッドが選択的に接着剤を粉末に付着させ、それらを結合して層を形成します。フルカラーのプロトタイプでは、このステップで着色剤が粉末に噴射されます。ビルド プラットフォームは層の厚さで下に移動し、最終パーツが完成するまでこのプロセスを繰り返します。
バインダー ジェッティングは、用途に応じてさまざまな材料を適用し、金属から石膏または PMMA を形成します。フルカラーのプロトタイプと高温機能の要件を満たすために。
バインダージェッティングデザイン
Binder Jetting は設計の自由度が高く、すべての製造プロセスが低温で行われます。したがって、熱効果に関連するエラーはありません。さらに、 サポート構造なし、部品は周囲の粉末粒子によって完全にカプセル化され、サポートされています。
印刷プロセスの後、パーツは未加工の状態で壊れやすく、焼結や溶浸などの後処理によって最終パーツが作成されます。これにより追加されます 設計上の制限、取り扱い中に緑色の状態で薄いのが特徴です。
印刷機能
| 特徴 | 推奨最小値 |
| 壁の厚さ | 最小肉厚は 2.0 mm をお勧めします。これにより、取り外しおよび取り扱いプロセスでの損傷が軽減されます。 |
| サポートされていない壁 | サポートされていない壁は、取り扱い中に損傷するリスクが高くなります。この壁の厚さは 3.0 mm より厚くする必要があります。 |
| エンボス加工と刻印のディテール | エンボス加工および彫刻の詳細は、目に見える要件として、表面より少なくとも 0.5 mm 上または下にある必要があります。 |
| サポートされていないエッジ | グリーン状態での破損を避けるために、サポートされていないエッジは 2.0 mm 未満にする必要があります。 |
| 切り身 | すべてのフィレットは少なくとも 1.0 mm の半径である必要があります。この設計は、可能なすべてのエッジで使用する必要があります。グリーン状態での破損を避けるため。 |
| 穴のサイズ | 最小直径は 1.5 mm より大きくする必要があります。 |
| 逃げ穴 | 中空部分の場合、逃げ穴の直径は少なくとも 5.0 mm、逃げ穴の数は少なくとも 2 つ必要です。 |
| 機能サイズ | このプロセスは非常に細かいディテールを生成できますが、グリーン状態の脆いパーツは大きな問題です。最小フィーチャ サイズは 2.0 mm をお勧めします。 |
グリーン ステート
Binder Jetting では、緑色の部分が壊れやすいパーツです。それらは砂または粉末粒子で構成されているためです。部品が壊れやすくなると、後処理を適用するのは困難です。設計者はギルド ラインに従って、部品の取り扱いと後処理に十分な強度があることを確認する必要があります。
機能や細部が壊れやすい場合は、溶浸や焼結後にそれらを取り除くよりも、部品の剛性を向上させるために余分なブレース構造を追加する必要があります.ただし、コストと時間が追加されます。
溶浸と焼結
バインダー ジェッティングでは、溶浸や焼結などの二次プロセスを適用して、機能的な金属部品を製造します。フルカラーの砂岩パーツは、機械的特性を向上させる溶浸によって強化することもできます。
浸潤: バインダー ジェッティングの後、グリーン パーツは炉に入れられ、バインダーが燃え尽きます。このプロセスでは、パーツは約 60% の多孔質になります。次に、毛細管現象によって空隙に青銅が浸透し、最終的に強度が高く、気孔率が低くなります。
焼結: Binder Jetting の後、グリーン パーツは高温の炉に入れられ、バインダーが燃え尽き、金属粒子が一緒に焼結され、最終的に 3% の低気孔率が得られます。
金属バインダーへの浸透と焼結 ジェッティングは収縮と寸法の減少を引き起こし、焼結効果はより顕著になります。収縮は成形品の形状に大きく依存し、不均一な収縮は問題です。これは設計段階で考慮する必要があります。
溶浸または焼結後のバインダー ジェッティング パーツは、90% および 97% の密度を達成しますが、内部気孔はまだあります。これは、それらの機械的特性が、バルク材料や DMLS などの他の 3D 印刷技術よりも劣っていることを意味します。
フルカラー印刷
Binder Jetting は、石膏または PMMA 粉末にインクと結合剤を噴射することにより、フルカラー パーツを印刷できます。印刷後、部品の強度を高め、色の鮮やかさを高めるために、部品を瞬間接着剤でコーティングする必要があります。強度と色の外観をさらに改善するために、2 番目のエポキシ層が追加されます。これらの余分な手順により、部品も非常に脆くなり、機能部品には適していません。
バインダー噴射材料
よく使われる素材を特徴とともにまとめました。
| 素材 | 説明 | 特徴 |
| フルカラーサンドストーン | リアルで高精細、フルカラーのコンセプト モデルとプロトタイプ | フルカラーの非機能モデル非常に脆い |
| ケイ砂 | 工業用鋳造金型および中子 | 非常に高い耐熱性砂型鋳造用途に最適 |
| ステンレス（ブロンズ溶浸） | 降伏強度が低く、機械加工と研磨が容易 | 良好な機械的特性機械加工可能10% 内部気孔率 |
| ステンレス鋼（焼結） | 高い引張強度と耐熱性、高い耐食性 | 優れた機械的特性高耐食性3% 内部気孔率 |
| インコネル合金（焼結） | 機械的特性に優れたニッケルクロム超合金 | 優れた機械的特性良好な耐熱性高耐薬品性 |
| タングステンカーバイド（焼結） | 高耐摩耗砥粒、超硬切削工具用 | 非常に高い硬度 |
後処理
Binder Jettingの性質上、後処理の方法は限られています。
溶浸および焼結後のメタル バインダー ジェッティング パーツには、パーツの外観と寸法精度を向上させるために、サンディング、研磨、機械加工の 3 つの通常の後工程があります。その他の一般的な金属仕上げもこれらの部品に適用できます。
砂型鋳造の中子と金型は、強度を向上させるために熱による後処理が必要です。
フルカラー モデルは、機械的特性を改善するために一般的な浸漬またはコーティングが必要です。
耐摩耗性を向上させ、滑らかな表面を得るために、クリアラッカーをコーティングすることもできます。