液体金属噴射 (LMJ)

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目次

液体金属ジェット (LMJ）は製造業の世界に革命を起こしている。もし聞いたことがなくても、心配しないでください。LMJは、3Dプリンティング技術の世界における隠れた宝石のようなものなのだ。この記事では、LMJの詳細について深く掘り下げ、その複雑さ、用途、そしてそのすべてを可能にする金属粉末について探ります。楽しく、魅力的で、そして最も重要なことは、理解しやすいようにすることだ。

リキッドメタル・ジェッティング(LMJ)の概要

インクジェットプリンターが文書を作成するのと同じように、簡単かつ正確に金属部品を印刷できることを想像してみてください。それがリキッドメタル・ジェッティングの可能性だ。LMJは、溶融金属液滴を基板上に正確に堆積させ、複雑な3D構造を層ごとに構築する。この方法は、高い解像度と材料効率の可能性により、支持を集めている。

主な内容

アスペクト説明
テクノロジー付加製造
素材溶融金属粉末
プロセス液滴堆積
用途航空宇宙、医療、自動車、エレクトロニクス
メリット高精度、材料効率、複雑形状
制限事項設備コスト、材料の制約、必要な技術的専門知識
液体金属ジェット
リキッドメタル・ジェッティング（LMJ） 8

の種類と特徴 液体金属ジェット (LMJ) 金属粉末

LMJを最大限に活用するためには、金属粉末の選択が重要である。具体的な金属粉をいくつか取り上げ、その特徴を理解しよう。

LMJで使用される一般的な金属粉末

金属粉構成プロパティ特徴
チタン（Ti）純チタン高強度、耐食性軽量、生体適合性
ステンレス鋼鉄、クロム、ニッケル耐久性、耐腐食性高強度、耐熱性
アルミニウム（Al）純アルミニウム軽量、良好な熱伝導性高被削性、非磁性
ニッケル合金ニッケル、クロム、鉄高温耐性高強度、耐食性
銅（Cu）純銅優れた導電性延性、高熱伝導性
コバルト・クロムコバルト、クロム耐摩耗性、高強度生体適合性、高硬度
金（Au）純金高導電性、延性耐食性、生体適合性
銀（Ag）純銀最高の電気伝導性延性、抗菌性
インコネルニッケル・クロム合金耐酸化性、高強度高温耐性
タングステン（W）純タングステン最高融点高密度、放射線遮蔽特性

LMJ金属粉末の用途

金属粉用途
チタン（Ti）航空宇宙部品、医療用インプラント
ステンレス鋼自動車部品、工具
アルミニウム（Al）軽量構造部品
ニッケル合金ガスタービン、化学処理
銅（Cu）電気コネクター、熱交換器
コバルト・クロム歯科インプラント、整形外科インプラント
金（Au）エレクトロニクス、医療機器
銀（Ag）抗菌コーティング、エレクトロニクス
インコネル航空宇宙、発電
タングステン（W）航空宇宙、防衛

特徴と特性

  • チタン（Ti）： 高い強度対重量比と優れた耐食性で知られ、航空宇宙や医療用途に最適。
  • ステンレススチール： 高い強度と耐食性を持つ万能金属で、自動車や工業用途に広く使用されている。
  • アルミニウム（Al）： 軽量で熱伝導性の高いアルミニウムは、軽量化と放熱が必要な用途に最適です。
  • ニッケル合金： これらの合金は高温強度と耐酸化性に優れ、過酷な環境に適している。
  • 銅（Cu）： 優れた電気伝導性と熱伝導性を持つ銅は、電気的な用途には欠かせません。
  • コバルト・クロム この合金は耐摩耗性と強度に優れ、生体適合性が高いため医療用インプラントに適している。
  • 金（Au）： 高い導電性と生体適合性を持つ金は、電子機器や医療機器に使用されている。
  • 銀（Ag）： 電気を最もよく通し、抗菌性を持つ銀は、特殊な電子機器や医療用途に使用されている。
  • インコネル 高い強度と高温での耐酸化性で知られ、航空宇宙や発電に使用される。
  • タングステン（W）： すべての金属の中で最も高い融点を持つタングステンは、高い密度と耐熱性を必要とする用途に使用されます。
マルチ・マテリアル・ジェット（MMJ）
リキッドメタル・ジェッティング（LMJ） 9
ニッケル系パウダー
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表面コーティング材
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アトマイズ後の治療
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直接エネルギー蒸着
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仕様、サイズ、等級、規格

金属粉仕様サイズグレード規格
チタン（Ti）ASMB348、AMS4928-325メッシュ1～5年生ASTM、ISO、AMS
ステンレス鋼ASM276、AISI316L-325メッシュ316L、304、17-4PHASM、ISO、AISI
アルミニウム（Al）ASMB209、AMS4037-325メッシュ6061, 7075ASTM、ISO、AMS
ニッケル合金ASMB637、AMS5662-325メッシュインコネル718、625ASTM、ISO、AMS
銅（Cu）アストレムB216、アストレムB152-325メッシュC11000、C10100ASTM、ISO、UNS
コバルト・クロムASTM F1537、ISO 5832-12-325メッシュCoCrMoASTM、ISO
金（Au）ASTM B562-325メッシュ99.純度99ASTM
銀（Ag）ASTM B700-325メッシュ99.純度99ASTM
インコネルASMB637、AMS5662-325メッシュ718, 625ASTM、ISO、AMS
タングステン（W）ASTM B777-325メッシュ99.純度95ASTM、ISO

応用例 液体金属ジェット (LMJ）。

LMJは、複雑な形状を高精度で製造できることから、さまざまな産業で幅広い用途に使用されている。

LMJの用途と使用例

産業申し込み
航空宇宙エンジン部品、構造部品
メディカルインプラント、補綴物、手術器具
自動車エンジン部品、カスタム部品
エレクトロニクスヒートシンク、回路部品
工具金型、切削工具
ジュエリーカスタムデザイン、プロトタイプ
ディフェンス武器部品、防具
エネルギータービンブレード、熱交換器

LMJの利点

なぜLMJは製造業に波及しているのか？主な利点は以下の通りである：

  • 高精度： LMJは、従来の製造方法では難しかった複雑で精密な形状の製造が可能です。
  • 材料効率： LMJは必要な量の材料のみを使用することで、廃棄物を最小限に抑え、費用対効果に優れ、環境に優しい選択肢となっている。
  • 複雑な幾何学： レイヤーごとの構造により、従来の技術では不可能な複雑な構造を作り出すことができる。
  • 汎用性がある： LMJはさまざまな金属に使用できるため、さまざまな産業での用途に適している。

LMJの限界

LMJには多くの利点があるが、いくつかの制限もある：

  • 設備費用： LMJ装置の初期投資は高額になる可能性があり、中小企業にとっては障壁となるかもしれない。
  • 素材の制約： すべての金属がLMJに適しているわけではなく、特殊な加工条件を必要とするものもある。
  • 技術的専門知識： LMJ 機器の操作とメンテナンスには、専門的な知識と技術が必要である。

表：LMJの長所と短所

アスペクト長所短所
精密高い–
材料効率低廃棄物–
複雑さ複雑な形状の作成が可能–
コスト–高額な初期投資
素材の多様性様々な金属に対応一部の金属は適さない
テクニカル・スキル–専門知識が必要

LMJ金属粉末のサプライヤーと価格

LMJの運営において、適切なサプライヤーを見つけることは非常に重要である。ここでは、注目すべきサプライヤーのリストとその価格詳細を紹介する。

表：LMJ 金属粉末のサプライヤーと価格

サプライヤー金属粉価格（kgあたり）連絡先
ヘガネスABステンレス鋼$80www.hoganas.com
カーペンター・テクノロジーチタン、ニッケル合金150ドル（チタン）、200ドル（ニッケル）www.cartech.com
LPWテクノロジーアルミニウム、インコネル100ドル（アル）、250ドル（イン）www.lpwtechnology.com
GKNアディティブ銅、コバルト・クロム90ドル（Cu）、300ドル（CoCr）www.gkn.com/en/our-divisions/gkn-additive
アルカムABチタン、ステンレススチール160ドル（Ti）、85ドル（SS）www.arcam.com
テクナタングステン、アルミニウム400ドル（W）、110ドル（Al）www.tekna.com
スタルクHCゴールド、シルバー50,000ドル（金）、1,200ドル（銀）www.hcstarck.com

LMJ用金属粉末の比較

適切な金属粉末の選択は、アプリケーションの特定の要件に依存します。ここでは、LMJで使用される様々な金属粉末の比較を見てみよう。

表：金属粉末の比較

プロパティチタン（Ti）ステンレス鋼アルミニウム（Al）ニッケル合金銅（Cu）コバルト・クロム金（Au）銀（Ag）インコネルタングステン（W）
強さ高い高いミディアム非常に高いミディアム非常に高いミディアム低い非常に高い非常に高い
密度低いミディアム低い高いミディアム高い高いミディアム高い非常に高い
導電率ミディアム低い高い低い非常に高い低い非常に高い非常に高い低い低い
耐食性高い高いミディアム高いミディアム高い非常に高い高い高い高い
コスト高い低い低い高いミディアム高い非常に高い高い高いミディアム
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よくある質問

質問回答
リキッドメタル・ジェッティング（LMJ）とは？LMJは、溶融金属液滴を堆積させ、3D構造を層ごとに構築する積層造形プロセスである。
LMJで使用できる金属は？チタン、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル合金、銅、コバルトクロム、金、銀、インコネル、タングステンなどの金属が使用できる。
LMJの利点は？高精度、材料効率、複雑な形状を作成する能力、異なる金属を使用する汎用性。
LMJの限界とは？高い設備コスト、材料の制約、専門的な技術的専門知識の必要性。
LMJは他の3Dプリント技術と比べてどうですか？LMJはより高い精度と材料効率を提供するが、他の方法に比べて初期投資が高く、より多くの技術的知識を必要とする。
LMJはどこでよく使われているのか？LMJは、航空宇宙、医療、自動車、エレクトロニクス、工具、宝飾品、防衛、エネルギーなどの産業で使用されている。
LMJ用の金属粉末を選ぶ際、どのような要素を考慮すべきか？その要因には、金属粉末に要求される強度、密度、導電性、耐食性、コストなどが含まれる。
LMJ金属粉末の注目すべきサプライヤーは？注目すべきサプライヤーは、Höganäs AB、Carpenter Technology、LPW Technology、GKN Additive、Arcam AB、Tekna、HC Starckなどである。
LMJ金属粉末のコストは？コストは金属によって大きく異なり、ステンレス鋼は1kgあたり80ドルから、金は1kgあたり5万ドルである。
LMJは大量生産に使えるか？LMJは高精度部品の製造に適しているが、設備コストが高いため、一般的には小ロット生産やプロトタイピングに適している。

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