日本語
添加剤としても知られる3D印刷は、複雑な幾何学と部品層を生産する革新的な方法を提供することにより、製造業界に革命をもたらしました。技術が進むにつれて、 金属3Dプリンティングは、 航空宇宙から医療機器まで、さまざまな業界で高強度で耐久性のあるコンポーネントを生産する能力により、大きな注目を集めています。この記事では、で使用されるさまざまな材料について説明し 金属3Dプリント、その特性、利点、および最適なケースを説明します。
金属3D印刷は 、金属部品の作成に特に特に加算的な製造プロセスを含む傘の用語です。これらのプロセスは、通常、金属粉末、フィラメント、またはワイヤを使用した層ごとに部品層を構築することによって特徴付けられます。これらは、 選択的レーザー融解（SLM） や 直接金属レーザー焼結（DML）などの高度な技術の助けを借りて融合します。これらの方法により、メーカーは、従来の製造方法を使用して生産するのが難しいか不可能な複雑な形状の部品を作成できます。
金属3D印刷では、材料は、ほとんどの場合、焼結、溶接、または融解を通じて処理され、粉床融合技術が一般的に使用される方法です。この記事では、で最も広く使用されている4つの材料 金属3Dプリント（ステンレス鋼、ツール鋼、チタン、 Inconel®625）に焦点を当て、これらの材料で印刷に関与するアプリケーション、利点、およびプロセスを調査します。
ステンレス鋼は 、優れた腐食抵抗、高強度、滑らかな仕上げにより、この材料は、航空宇宙、自動車、軍事ハードウェア、および医療用途で一般的に使用されています。ステンレス鋼から印刷された部品は、従来の製造方法を使用して生産された部品と比較すると、優れた強度を示すことができ、アプリケーションを要求するのに理想的な選択肢となります。 金属3Dプリント で使用される最も人気のある材料の1つです。
3D印刷 で使用されるステンレス鋼 には、いくつかの学年と合金があります。で最も一般的に使用されるステンレス鋼合金 金属3D印刷 は 316L、その延性と優れた腐食抵抗で知られています。 66〜70％の鉄が含まれており、16〜18％のクロム、11〜14％のニッケル、2〜3％のモリブデンが含まれており、低炭素含有量があります。この合金は、酸化と腐食に対して特に耐性があるため、過酷な環境にさらされる部品に最適な選択肢となっています。
金属3D印刷 で使用されるその他のステンレス鋼合金は 次のとおりです。
304L：一般的なアプリケーションに適した、良好な腐食抵抗と溶接性で知られています。
17-4 PH ：高強度と腐食抵抗を備えた降水硬化ステンレス鋼。
15-5 PH ：17-4 pHと同様の特性を持つ別の降水硬化鋼が靭性が改善されました。
強度と耐久性：ステンレス鋼は機械的強度が高いため、ストレスにさらされる部品に最適です。
腐食抵抗：クロム含有量は、特に酸性または生理食塩水環境で、腐食に対する優れた耐性を保証します。
審美的な魅力：金属3D印刷方法 を使用して印刷されたステンレス鋼部品は、 滑らかな仕上げを実現し、視覚的に魅力的にします。
ステンレス鋼は、タービン部品用の航空宇宙、排気コンポーネント用の自動車、インプラントおよび手術ツールの医療など、さまざまな産業で使用されています。これらの用途では、高温を処理し、腐食に抵抗する材料の能力は非常に貴重です。
工具鋼は 、炭素含有量が高いことと、タングステン、クロム、バナジウム、モリブデンなどの合金要素の存在を特徴とする鉄ベースの合金のグループです。これらの鋼は、硬度、耐摩耗性、高温で強度を保持する能力で有名です。そのため、ツール鋼は、耐久性と精度を必要とするツールと金型の生産に頻繁に使用されます。
メタル3D印刷で は、次のような いくつかのタイプの ツール鋼が使用されています。
D2ツールスチール：硬度と耐摩耗性で知られている高炭素、高炭素鋼。切削工具と金型に最適です。
M2ツールスチール：切削工具と掘削装置で使用される高速スチール。
H13ツールスチール：ダイカスト型で一般的に使用される高温でも硬度と強度を維持するホットワークツールスチール。
1.2709：射出型と工具に一般的に使用される高強度の低合金鋼。
高硬度：工具鋼は例外的な硬度と耐摩耗性を提供し、著しい摩擦や機械的ストレスを受ける部品に最適です。
熱安定性：これらの鋼は高温で強度を維持します。これは、ホットワーキングアプリケーションで使用されるコンポーネントにとって重要です。
精度と耐久性：ツール鋼は、耐久性と抵抗を必要とする型型、切削工具、その他の高精度部品の製造に最適です。
ツール鋼は、自動車、航空宇宙、製造などの業界では不可欠です。それらは、高温に耐え、時間の経過とともに摩耗する必要がある切削工具、カビ、ダイ、およびその他のツーリングコンポーネントを作成するために使用されます。
チタンは 、その強度、低重量、優れた耐食性で知られている軽量のままでいる間、高機械的負荷に耐える能力があるため、航空宇宙および医療産業で広く使用されています。さらに、チタン合金はステンレス鋼と比較して優れた腐食抵抗を提供するため、過酷な環境での用途に最適です。 金属3Dプリントで広く使用されているもう1つの材料です。
メタル3D印刷 で使用される最も一般的なチタン合金に は次のものがあります。
TI-6AL-4V ：高強度、低重量、良好な耐食性で知られている 金属3Dプリントで最も広く使用されているチタン合金。
CP-TI （商業的に純粋なチタン）：優れた腐食抵抗を持つチタンのグレードですが、合金と比較して強度が低い。
ベータ21S ：航空宇宙用途でよく使用される高強度と疲労抵抗のあるチタン合金。
TA15 ：航空宇宙および医療用途で一般的に使用される、例外的な疲労強度を持つチタン合金。
軽量：チタンはほとんどの金属よりも大幅に軽量であるため、減量が重要な用途に最適です。
高強度と重量の比：チタン合金は、航空宇宙と医療分野の重要な特性である低体重を維持しながら、優れた強度を提供します。
腐食抵抗：チタンは、特に海水や酸性環境などの過酷な環境で、腐食に対する優れた耐性を提供します。
チタンは、航空機のコンポーネントの航空宇宙、インプラントと補綴物の医学、およびパフォーマンス部品の自動車で使用されます。その高強度と軽量の性質は、パフォーマンスと信頼性を要求する産業にとって多用途の材料になります。
Incenel®625は 、酸化と腐食に対する卓越した強度と耐性で知られるニッケルベースの超合金です。高温でも強度と特性を維持することができ、海洋、エネルギー、化学処理産業などの極端な環境に最適です。 Incenel®625 は酸化に対して非常に耐性があり、過酷な化学物質、高温、腐食にさらされる部品に適しています。
高強度： Incenel®625は 、最大1,000°C（1,832°F）までの温度でも強度を保持しているため、高性能アプリケーションに最適です。
腐食抵抗：酸化と腐食に対する耐性により、海洋、化学物質、エネルギー産業に最適です。
温度抵抗：機械的特性を失うことなく高温で動作し、エンジン、タービン、その他の高熱成分に適しています。
Incenel®625は 、航空宇宙産業でタービンブレードのために、プロペラと熱交換器のための海洋用途、および高温環境で動作する部品のエネルギー部門で使用されています。
ステンレス鋼板 
ツールスチールシート
チタンシート
625シート
金属 3D印刷 には、一般に金属粉末の使用が含まれます。金属粉末は、高出力レーザーまたは電子ビームを使用して層ごとに融合します。このプロセスは、パウダーの最初の層をビルドプラットフォームに広げることから始まります。レーザーまたは電子ビームは、パウダーを選択的に溶かしたり焼いたりして、部品の1つの層を形成します。各層が完了すると、ビルドプラットフォームが下げられ、新しい粉末が前の層に広がっています。このプロセスは、部品全体が形成されるまで続きます。
さまざまな3D印刷方法では、粉末、ワイヤー、フィラメントなどのさまざまな材料を使用しますが、 選択的レーザー融解（SLM） や ダイレクトメタルレーザー焼結（DML）などの粉末ベースの方法は、金属3Dプリント の最も一般的です。これらの方法により、従来の方法を使用して製造するのが難しい複雑なジオメトリを持つ部品を作成できます。
金属3D印刷プロジェクト に最適な材料を選択するには、 材料の特性と、パーツのパフォーマンス要件とどのように整合するかを評価する必要があります。考慮すべき要因は次のとおりです。
機械的特性：材料は、アプリケーションに必要な強度、硬度、耐摩耗性を提供しますか？
腐食抵抗：材料は過酷な環境にさらされており、酸化と腐食に対する耐性が必要ですか？
温度抵抗：部品は、特性を分解または失うことなく高温に耐える必要がありますか？
コスト：材料のコストと3D印刷プロセスは異なる場合があるため、プロジェクトの予算内に収まる素材を選択することが重要です。
これらの要因を評価し、利用可能な材料の仕様と比較することにより、メーカーは特定の 3D印刷 ニーズに最適な材料を選択できます。
Metal 3D Printing により、メーカーは複雑なジオメトリを備えた高性能部品を生産することができ、適切な材料を選択することは、プロジェクトの成功に不可欠です。 ステンレススチール, ツールスチール, チタン、および Inconel®625は、 金属3D印刷 で一般的に使用される材料のほんの一部です。各材料は、航空宇宙から医療および自動車産業まで、特定のアプリケーションに応じて明確な利点を提供します。これらの材料のプロパティとプロジェクトの要件とどのように一致するかを理解することは、 3D印刷に適切な材料選択を行うための鍵です.
