コールドスプレーを使用した世界最速の金属部品

2022年6月6日

超音速粒子堆積/コールドスプレー

超音速粒子堆積 (SPD)またはコールドスプレー(CS)は、積層造形プロセスです。この材料統合プロセス中に、金属または合金のミクロンサイズの粒子は、ヘリウムや窒素などの加熱された高圧ガスを使用して、DeLavalロケットノズルが取り付けられたスプレーガンを介して加速されます。 (1). 粒子は超音速で出て、塑性変形と下にある材料との結合を引き起こすのに十分なエネルギーで固体表面に衝突すると固まります。下の図1を参照してください。

図1コールドスプレープロセスの概略図 (1)

この高エネルギーの固体コーティングおよび粉末固化プロセスは、金属、金属合金、および金属ブレンドを適用するための効率的な方法です。 多数のアプリケーション。プロセスに熱がないため、チタン、アルミニウム、マグネシウムなどの反応性材料での使用に最適です。ソリッドステート処理により、親部品の寸法公差や基礎となる冶金を損なうことなく厚いコーティングを施すことができるため、コールドスプレーは再生および修理プロセスに最適です。コールドスプレーは、部品を追加的に構築するためにも使用できます。コールドスプレーの最もエキサイティングな特性は、1時間あたり最大6kgの堆積速度で材料を堆積できる速度です。

SPEE3D –スティーブとバイロンのストーリー–ソーラーカーからアディティブマニュファクチャリングまで

ByronKennedyとStevenCamilleriは、積層造形を容易にすることを使命として、SPEE3Dを設立し、金属部品を高速で一貫した品質と低コストで製造しています。 SPEE3Dプリンター 世界で最も手頃な価格の金属付加製造プロセスを可能にします。金属コールドスプレー技術を活用して、数日または数週間ではなく、わずか数分で工業品質の金属部品を製造し、可能な限り最速の方法で金属部品を製造します。 SPEE3D は、高出力レーザーや高価なガスに頼るのではなく、金属コールド スプレー技術を使用する特許取得済みのプロセスを使用しており、通常の生産コストで金属 3D プリントの柔軟性を実現します。このプロセスでは、粉末の推進にヘリウムや窒素の代わりに圧縮空気を使用します。

バイロンとスティーブンは15年以上一緒に働いてきました。彼らは当初、チャールズダーウィン大学のワールドソーラーカーチャレンジチームのメンバーとして出会い、1987年から2005年の間にデザートローズと一緒にレースをしました。 (1)。 2000年、DesertRoseはソーラーカーで107kmphの世界速度記録を獲得しました。

2002年に彼らはDesertRoseのために開発された軸方向磁束モーター技術を商品化するためにInMotionTechnology(IMT)を設立しました。このモーター技術は現在世界中で使用されており、ソーラーカーレースからの最も成功した商業的スピンオフの1つです。 IMTの販売が成功したことで、ペアはSPEE3Dを形成しました。

超音速3D蒸着(SP3D)として知られるSPEE3Dによって開発された新しい積層造形技術 (2) ジェットエンジンのノズルからマッハ3までの速度で材料を発射し、6軸ロボットアームによって操作される基板上に、幾何学的パターンで層ごとに堆積します。ロボットは必要に応じてプレートを動かし、STL(標準テンプレートライブラリ)CADファイルによってコマンドされた特定のジオメトリを構築します。

このプロセスでは、互いに衝突する粒子の純粋な運動エネルギーにより、粉末が結合して、金属鋳造よりも優れた冶金学的特性を備えた高密度部品が形成されます。部品はビルド直後に安全に取り扱うことができます。このプロセスにより、金属部品を既存の3D金属印刷方法よりも100〜1000倍速く印刷できます。

下の図2は、SPEE3Dがわずか11分で構築した銅部品を示しています(3).

図2SPEE3DがSP3Dによって構築した銅部品 (3).

SPEE3Dは、金属ベースの積層造形技術の革新的なサプライヤーであり続け、特許取得済みのコールドスプレー技術に基づく機械と統合システムソリューションの開発、組み立て、流通に注力しています。 SPEE3Dの革新的な技術は、銅やアルミニウムの従来の金属印刷技術よりも高速で低コストでスケーラブルな生産に貢献しており、海洋を含むいくつかの産業に適用できます。 防衛 と航空宇宙 (4).

参考文献

  1. https://www.metal-am.com/articles/how-metal-3d-printing-is-going-supersonic-at-spee3d/

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