ベルギーのスタートアップ、アルミワイヤで金属3Dプリントする技術を開発

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ベルギーのスタートアップ企業ValCUNが、金属の付加製造技術において、金属ワイヤを活用する低コストな高速プロセスを考案した。原料として高価な金属粉末を使わず、アルミ缶などのスクラップから再生できるアルミニウム金属ワイヤを溶融して、3D形状に堆積させる「Molten Metal Deposition(MMD)方式」と呼ばれる手法で、ハイエンドの高付加価値製品というより、高精度は必要としない量産品の用途開発を目指している。

3Dプリント技術は、新製品のデザイン検討やモックアップ試作、建築模型や医療の手術前検討など、幅広く使われるようになっている。材料としては樹脂系を中心に発展しているが、金属系についても世界的規模で様々な研究開発が行われ、アルミニウムやチタンなどの積層造形も行われている。主なプロセスは、金属粉末にレーザーや電子ビームを走査しながら照射し、積層していくパウダーベッド(粉末床溶融結合)方式などがあるが、いずれも生産速度が低く高コストという課題がある。

ValCUN社は、原料が入手しやすいアルミニウム金属ワイヤに注目し、量産に適した低コストな高速プロセスの考案に成功した。予めダイキャストなどの汎用手法で中間製品を製造し、その表面をプラズマジェットで加熱。そこへ溶融金属ワイヤを局所的に供給し走査、堆積させることで、最終的な3D仕上げ造形を行うものだ。正確で局所的なプラズマジェット予加熱と溶融金属ワイヤの供給により、新しい積層を既存の層と完全に融合させることができる。

同社がMMD方式と呼ぶ本プロセスの特徴は、高価な粉末やレーザー装置を必要とせず、入手が容易な金属ワイヤを原料として活用する低コストのプロセスであり、また生産速度が早い。現在の寸法精度は0.4mmであって、従来のレーザーや電子ビームを使う粉末床溶融結合プロセスなどには及ばないが、日常的な産業用途の多くの高速生産には充分なレベルと考えている。また最大造形寸法も800×500×400mmと、多くの金属3Dプリンターを凌駕している。

同社ではこれまでに、熱交換器用の複雑なフィン構造を持つ、アルミニウム製エレメント部品の試作を行っているが、有望な用途としては、現在の精度とコストを考慮し、ヒートシンクや熱交換機、マニフォールドなどを考えている。今後、アルミニウムに加えて、銅材料も検討していくとのことだ。

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MAKING METAL 3D-PRINTING AFFORDABLE

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