バインダージェッティング

バインダベースの独特な3Dプリンタ技術はMITで開発されました。

ExOneは、産業グレードの材料を使った複雑な部品の3D印刷にバインダージェッティング技術を採用しています。バインダージェッティングとは、粉末粒子を結合するために液体バインダ剤を選択的に塗布させる積層造形プロセスのことです。材料が1層ずつ結合され、オブジェクトが造形されます。プリントヘッドはバインダーを粉末内の適切な位置に落とします。ジョブボックスが下降し、印刷粉末の新しい層が敷かれ、バインダが追加されます。粉末とバインダが積み重なるにつれ、部品が造形されます。

バインダージェッティングでは、金属、砂、セラミックを含むさまざまな材料を印刷できます。砂などの一部の材料では、その他の処理が一切必要となりません。通常、砂以外の材料は硬化および焼結され、場合によっては、用途に応じて別の材料で浸潤されることもあります。熱間等方圧加圧法を用いて、固体金属を高密度化することができます。

バインダージェッティングは従来の紙面印刷に似ています。バインダは粉末層間を移動する際にインクのように機能し、粉末層は印刷紙と同様に最終生成物を形成します。バインダージェッティングは、固体層を形成できるため、3Dプリンタに最も適した選択肢であると通常考えられています。バインダージェッティングでは、非常に大型のオブジェクトを印刷することもできます。部屋のサイズの建築構造をバインダージェッティングで印刷することはすでに実現しています。

バインダージェッティングと他の積層造形手法の違い

3Dプリンタの方法は多数存在し、多くの手法間で混乱が生じることも少なくありません。3D印刷手法の多くは、溶解または溶接プロセスによる部品の造形(つまり、レーザーまたは溶解材料を使った各層の融合)を中心としたものです。これらのプロセスでは、通常、ビルドプレートを部品に追加することで、造形プロセス全体にわたって部品安定性を確保することが必要となります。このようなプロセスには、より多くの材料が必要です。造形プロセス自体も非常に時間がかかります。

バインダージェッティングの独特な点は、造形プロセス中に熱を使用しないことです。他の積層手法では、部品で残留応力が生じる可能性のある熱源を利用しています。このような応力は、後処理の二次操作で緩和しなければなりません。また、バインダージェッティングでは、部品はジョブボックス内で遊離粉末によって支えられているため、ビルドプレートは必要ありません。バインダージェッティングの散布速度は、他のプロセスよりも依然として格段に優れています。バインダージェッティングでは大型の部品を印刷することができるため、多くの場合他の積層造形方法よりもコスト効率は優れています。

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