3Dプリンティング粉末

3Dプリンティングは製造業に革命をもたらしたが、この革新の中心にあるのは次のようなものだ。 3Dプリント用パウダー.これらの微細な材料は、高品質で複雑な、耐久性のある部品を製造するために不可欠です。この包括的なガイドでは、具体的な金属粉末のモデル、特性、用途など、3Dプリントパウダーについて知っておくべきことをすべて解説しています。

概要 3Dプリンティング粉末

3Dプリンティングパウダーは、積層造形プロセスで使用される細かく粉砕された材料である。これらのパウダーは、金属、セラミック、ポリマーなど、さまざまな材料から作ることができます。パウダーの選択は、最終製品の特性と性能に大きく影響します。このガイドでは、主に航空宇宙、自動車、医療などの産業で広く使用されている金属粉末に焦点を当てます。

重要なポイント

3Dプリンティング用の金属粉末は通常、純金属または合金で構成されている。
粒子径や分布といったパウダーの特性は、印刷工程や最終製品の品質に直接影響する。
3Dプリンティングパウダーは、従来の製造方法では困難または不可能な複雑な形状の作成を可能にする。

金属の種類 3Dプリンティング粉末

3Dプリンティングで使用される金属粉末には様々な種類があり、それぞれがユニークな組成と特性を持っています。以下では、業界で最も一般的に使用されている金属粉末について詳しくご紹介します。

金属3Dプリント粉末の種類：

タイプ	作曲	プロパティ	特徴
ステンレス鋼	鉄、クロム、ニッケル	高強度、耐食性	医療および食品産業用途に最適
チタン	純チタンまたはTi-6Al-4V合金	高い強度対重量比、生体適合性	航空宇宙および医療用インプラントに最適
アルミニウム	純アルミニウムまたはAl-Si10Mg合金	軽量、良好な熱伝導性	自動車および航空宇宙産業で使用
ニッケル合金	ニッケル、クロム、モリブデン	高耐熱性、耐食性	高温用途に最適
コバルト・クロム	コバルト、クロム	高い耐摩耗性、生体適合性	歯科用および整形外科用インプラントに使用
工具鋼	鉄、炭素、合金元素	高硬度、耐摩耗性	工具や金型の製造に適している
インコネル	ニッケル、クロム、鉄	優れた耐酸化性、高温強度	ガスタービンや熱交換器に使用
銅	ピュアカッパー	高電導率と熱伝導率	電気部品やヒートシンクに最適
マレージング鋼	鉄、ニッケル、モリブデン	高い強度と靭性	航空宇宙および工具用途に使用
タングステン	純タングステン	極めて高い融点、密度	放射線遮蔽および高温用途に最適

3Dプリンティング粉末の用途

3Dプリンティングパウダーは、その汎用性と完成品に付与されるユニークな特性のおかげで、幅広い産業で使用されている。

アプリケーション

産業	アプリケーション	使用パウダーの種類
航空宇宙	タービンブレード、構造部品	チタン、インコネル、アルミニウム
自動車の	エンジン部品、プロトタイプ	アルミニウム、ステンレス鋼
医療	インプラント、手術器具	チタン、コバルトクロム
歯科	クラウン、ブリッジ	コバルトクロム, ステンレススチール
エネルギー	熱交換器、燃料電池	ニッケル合金、インコネル
エレクトロニクス	ヒートシンク、コネクター	銅、アルミニウム
ツ－リング	金型	工具鋼、マルエージング鋼
ジュエリー	カスタムデザイン	金、銀（注：貴金属の詳細は表に記載されていない）

仕様、サイズ、等級、規格

3Dプリンティングパウダーの仕様と規格を理解することは、製造における品質と一貫性を確保するために極めて重要です。

仕様と規格：

仕様	説明
粒度分布	通常、細部は15ミクロンから45ミクロン、大きな部品は45ミクロンから106ミクロン。
純粋さ	高純度レベル（99.9%+）は、高性能アプリケーションによく要求されます。
流動性	印刷工程でのスムーズな操作を保証するために測定された
密度	嵩密度とタップ密度は、安定したレイヤリングのために重要である。
スタンダード	金属粉末のISO/ASTM規格は、品質と均一性を保証する（ASTM B928、ISO 5832など）。

サプライヤーと価格詳細

市場 3Dプリント用パウダーは多様であり、数多くのサプライヤーが様々な製品を提供している。価格はパウダーの種類、純度、購入量によって異なる。

サプライヤーと価格設定：

サプライヤー	メタルパウダー	価格帯（kgあたり）
EOS	チタン Ti-6Al-4V	$350 – $450
ヘガネス	ステンレススチール316L	$150 – $250
サンドビック	ニッケル合金625	$200 – $300
カーペンターアディティブ	アルミニウム AlSi10Mg	$100 – $200
GKN粉末冶金	工具鋼 H13	$80 – $150
プラクセア・サーフェス・テクノロジー	コバルト・クロム	$300 – $400
AP&C（GEアディティブ）	インコネル718	$250 – $350
LPW テクノロジー	マレージング鋼	$180 – $280
エリコン	銅	$70 – $120
テクナ	タングステン	$500 – $600

3Dプリンティング粉末の利点

3Dプリンティングパウダーを使用すると、従来の製造方法と比較していくつかの利点があります。主な利点のいくつかを紹介しよう：

メリット

複雑な幾何学:3Dプリンターは、従来の方法では難しかったり、不可能だったりする複雑な形状を作り出すことができる。
材料効率:アディティブ・マニュファクチャリングでは、部品に必要な材料のみを使用するため、廃棄物が削減される。
カスタマイズ:製品は特定の要件に合わせて簡単にカスタマイズできるため、オーダーメイドの用途に最適です。
スピード:ラピッドプロトタイピングと生産は、開発プロセスと市場投入までの時間を短縮します。
強度と耐久性:金属粉末は、高応力用途に適した優れた機械的特性を持つ部品を製造することができます。

3Dプリンティング粉末の欠点

数多くの利点がある一方で、3Dプリンティングパウダーの使用にはいくつかの制限や課題もある。

デメリット

利用料:金属粉末や3Dプリンティング装置のコストは高くつくため、中小企業には手が届きにくい。
表面仕上げ:部品はしばしば、所望の表面仕上げと寸法精度を達成するための後処理を必要とする。
材料の制限:すべての材料が粉末ベースの3Dプリンティングに適しているわけではなく、応用範囲が限定される。
技術的専門知識:3Dプリンティングマシンの操作や金属粉末の取り扱いには、専門的な知識と技術が必要です。
安全性への懸念:金属粉末は、吸入の危険性や引火性など、安全衛生上のリスクをもたらす可能性がある。

メタルの比較 3Dプリンティング粉末

それぞれの利点と限界を理解するために、異なる金属粉末の主な特性を比較してみよう。

金属3Dプリンティング粉末の比較：

パウダータイプ	強さ	重量	耐蝕性	利用料
チタン	ハイ	低い	素晴らしい	ハイ
ステンレス鋼	中程度	中程度	調子が良い	中程度
アルミニウム	低い	非常に低い	中程度	低い
ニッケル合金	ハイ	ハイ	素晴らしい	ハイ
コバルト・クロム	ハイ	ハイ	素晴らしい	ハイ
工具鋼	非常に高い	ハイ	中程度	低い
インコネル	ハイ	ハイ	素晴らしい	ハイ
銅	低い	ハイ	貧しい	低い
マレージング鋼	非常に高い	ハイ	中程度	中程度
タングステン	極めて高い	非常に高い	素晴らしい	非常に高い