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エクスプローラーズ・サークル

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コールドスプレーを用いた世界最速の金属部品

超音速粒子蒸着/コールドスプレー

超音速粒子蒸着 (SPD)またはコールドスプレー(CS)は、積層造形プロセスです。この材料圧密プロセスでは、金属または合金のミクロンサイズの粒子が、ヘリウムや窒素などの加熱された高圧ガスを使用して、デラバルロケットノズルを取り付けたスプレーガンで加速されます。 (1). 粒子は超音速で飛び出し、固体表面に十分なエネルギーで衝突して固化し、塑性変形を起こして下地材料と結合する。図1を参照。

図1 コールドスプレー・プロセスの模式図 (1)

この高エネルギー固体コーティングと粉末圧密プロセスは、金属、金属合金、金属混合物を以下の用途に適用するための効率的な方法である。 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に最適です。固体処理により、親部品の寸法公差や下地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や補修工程に理想的です。コールドスプレーはまた、付加的な部品製造にも使用できます。コールドスプレーの最大の特徴は、1時間当たり最大6kgの溶射速度で材料を溶射できることです。

SPEE3D - スティーブとバイロンの物語 - ソーラーカーから積層造形へ

バイロン・ケネディ氏とスティーブン・カミレリ氏は、積層造形をより簡単にすることを使命として、スピード、安定した品質、コスト削減を実現する金属部品を製造するSPEE3Dを設立した。 SPEE3Dプリンター SPEE3Dは、世界で最も手頃な価格の金属積層造形プロセスを可能にします。SPEE3Dは、金属コールドスプレー技術を活用し、可能な限り最速の方法で金属パーツを製造し、工業用品質の金属パーツを数日または数週間ではなく、わずか数分で製造します。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、通常の製造コストで金属3Dプリントの柔軟性を実現している。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する。

バイロンとスティーブンは15年以上一緒に仕事をしている。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年にかけてデザート・ローズのレースに一緒に参戦した。 (1).2000年、デザートローズはソーラーカーの世界時速107km記録を達成した。

2002年、彼らはイン・モーション・テクノロジー(IMT)を設立し、デザート・ローズ用に開発された軸流モーター技術を商業化した。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商業的にスピンオフした最も成功した技術のひとつである。IMTの売却に成功した収益で、2人はSPEE3Dを設立した。

SPEE3Dが開発した新しい積層造形技術「スーパーソニック3Dデポジション(SP3D)」。 (2) は、ジェットエンジンのノズルからマッハ3の速度で材料を噴射し、6軸ロボットアームによって操作される基板上に、層ごとに幾何学的パターンで堆積させる。ロボットは必要に応じてプレートを動かし、STL(Standard Template Library)CADファイルによって指令された特定の形状を構築する。

このプロセスでは、粒子が互いにぶつかり合う運動エネルギーの大きさによってパウダーが結合し、金属鋳造よりも優れた冶金的特性を持つ高密度部品が形成される。部品は造形後すぐに安全に取り扱うことができる。このプロセスにより、金属部品は既存の3D金属プリント法よりも100倍から1000倍速くプリントできる。

下の図2は、SPEE3Dがわずか11分で製作した銅の部品です。(3).

図.2 SPEE3Dで製作した銅部品 (3).

SPEE3D社は、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、組立、販売に注力しています。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、低コスト、スケーラブルな生産に貢献し、海洋を含む複数の産業への応用を可能にしています、 ディフェンス 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/

お手伝いできること

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