SLM Solutions（ドイツ）は、 選択的レーザー溶解技術を使用した産業用3Dプリンターの世界有数のメーカーの1つです。 2016年2月、SLM駐在員事務所がモスクワに開設されました。 SLM Solutions RUSの主要な技術エキスパートであるPavel Ladnovと話をしました。 会話は、国内の航空宇宙企業でのアディティブテクノロジーの実装と、SLM Solutionsが提供するソリューションに触れました。
-3Dテクノロジーについて話している場合、航空宇宙企業はどのようなタスクに直面していますか？
-第一に、これは付加技術に基づく製造プロセスの認証の問題です。 第二に、選択的レーザー溶解（SLP）でチタンとニッケルの困難な合金を使用した経験がないこと。 そして最後に、私たちの国で広く使用されている粉末組成物、アルミニウムおよびマグネシウム合金、鋼などの不足。
-SLM Solutionsが提供するソリューションについて教えてください。
-当社は、さまざまなオプションと機器構成を幅広く提供しており、すべての顧客の要件を最も完全に満たすことができます。 SLM 280HLおよびSLM 500HLモデルは、各レーザーの出力が700ワットのマルチレーザーシステムを使用します。これは、 航空関係者だけに興味深いものです。 このオプションは、（たとえば、SLM 280HLで）アルミニウム合金の生産性を、同様のインストールであるが2つの400 Wレーザーと比較して最大30％向上させます。 部品の製造技術の認証に関連する問題を解決するために、会社の機器には、実際のレーザー出力を動作させるための監視システムと、溶融池からの熱放射の放出を監視するシステムがオプションで装備されています。 堆積および融合層の品質管理システムと、インストールプロセスのログファイルをストリーミングするためのシステムは、基本的な機器に含まれていることに注意してください。 また、SLM Solutionsは、同社が供給する金属粉末の範囲を拡大するために絶えず取り組んでいます。
-航空宇宙産業における3Dテクノロジーの適用の詳細は何ですか？
-まず第一に、これは厳格な認証手続きです。 選択的なレーザー溶融によって得られる部品の品質は、4つの主な要因によって決まります。
1. 3Dプリンターの品質。
機器がクライアントに出荷される前にテスト作業を実施および分析し、機器が設置された後にクライアントの敷地内でテスト作業を実施および分析すること、およびキャリブレーションおよびメンテナンス手順を調整することにより保証されます。
2.部品を構築するプロセスの品質。
提供：プロセスパラメータおよび機器設定の規制。
3.機器を使用した作業の品質。
それは提供されます：機器を操作するための手順と機器操作のための部屋の外部条件を調整することによって; 添加剤設置のオペレーターのトレーニングのレベル。
4.使用される材料の品質。
提供されるのは、材料の入力制御とテスト、保管の規制、輸送、材料の取り扱いです。
これに基づいて、これらの4つのパラメーターすべての認証プロセスが認証済みの部品を取得するのにどれほど骨の折れる作業か想像できます。
特に航空宇宙分野での選択的レーザー融解技術の応用のもう1つの重要な特徴は、チタンやニッケル合金などの技術的に困難な材料での作業です。 これらの合金は残留応力を形成する傾向があり、部品の反りやひび割れにさえつながります。
航空宇宙部品の形状には、薄壁、複雑な複雑な形状、セル構造が含まれている場合がありますが、機器メーカーが提供する材料の標準パラメーターは、大きすぎず薄すぎない「平均」部品を指します。 一般的な材料だけでなく、特徴的な形状を持つ部品に対しても、建設プロセスのパラメータを事前に作成する必要があることは明らかです。 この機能を理解していないと、3Dプリンターでプロセスを事前に詳しく説明することなく[スタート]ボタンを押して高品質のパーツを作成する必要があると考える人が混乱する場合があります。
-現在、航空機の添加剤技術はどのレベルで使用できますか？企業の一般的な技術プロセスのチェーンで、実験室試験、単一部品の製造、小規模生産、または本格的な添加剤生産が可能ですか？
-航空の付加技術により、Buy-to-Fly係数、つまり購入した素材の量と完成部品の「飛ぶ」素材の量との比率を大幅に減らすことができます。 また、以前は達成できなかった個々の部品やコンポーネントの機能を実現し、軽量で耐久性のある部品を製造できるため、航空機の積載量が増加します。 しかし、すでに述べたように、認証と生産プロセスの安定性の確保に関連する深刻な問題はまだ完全には解決されていません。
SLM Solutionsには、航空業界の顧客の大規模なポートフォリオがあります。 全員が最初に実験室で部品をテストし、その後、一部の顧客は単一および小規模部品の製造に3D技術を使用することができました。 航空企業での付加的なフルサイクル生産は、近い将来の問題です。
-SLM機器は究極のソリューションですか？ または、印刷の準備、後処理などに別のソフトウェアが必要ですか？ この場合、お客様に何をアドバイスしますか？
-SLMの装置は、主に、必要に応じて、金属を使用した3Dプリントの分野でのさまざまな生産タスクを解決するためのツール、コンバインです。 膨大な数の設定とユースケースを備えたPhotoshopソフトウェアで類推できます。各ユーザーは、特定の問題を解決するために必要なものを正確に選択します。 はい、間違いなくSLM機器は、選択的レーザー溶融プラントの市場でPhotoshopです。
タスクに応じて、ツールは最終ソリューションと中間ソリューションの両方になります。 もちろん、部品設計、 トポロジ最適化 、生成設計に関連する問題では、部品の最終ソースモデルを取得するためにサードパーティソフトウェアを使用する必要があります。 印刷用の部品の準備は、装置に付属のソフトウェアとポストプロセッサーを使用して実行されます。追加のソフトウェアは必要ありません。
選択的レーザー溶解プロセスの性質により、ニッケル、チタン合金、工具鋼などの材料で作られた部品には、追加の熱処理またはHIP処理が必要になる場合があります。
選択的レーザー溶解のプロセスは、高精度プロセスに起因するものではなく、部品の表面品質は、燃やされたワックスパターンの鋳造に匹敵します 。 したがって、表面の粗さおよび平坦性に対する要件がより高い部品の構造要素は、その後の仕上げ加工を行う必要があります。
-技術面で競合他社より優れているSLMソリューションとは何ですか？
-SLM Solutions装置の主な利点は、特許取得済みのマルチレーザーシステム、700ワットレーザーの使用、および2方向の層の堆積により、クラス最高のパフォーマンスです。
その他の利点には、機器のパラメーターを設定するためのオープンシステム、メンテナンスの容易さ、強力なポストプロセッサー、データを保存する機能を備えた建設プロセスのパラメーターの制御システムの利用可能性、さまざまな設置構成および周辺機器が含まれます。
-3Dプリントで使用される金属粉は何ですか？ SLM 3Dプリンターは他のメーカーの金属粉を使用できますか？
-SLM Solutionsユニットは、ほぼすべての材料で動作するように適合されています。 同社の金属粉末には、SLPプロセスで広く使用されているTiAl6V4、316L、IN718、AlSi10Mgなどの合金だけでなく、低線膨張係数のInvar36や錫青銅CuSn10などの3D印刷サービスの市場でも非常にまれ。
基本的に、SLPプロセス用の粉末は、ガスまたはプラズマ噴霧法によって得られます。 重要な条件は、粒子の球形と衛星の不在です。 操作の観点から、SLP設備は、粉体の流動性に最も厳しい要件を課しています。 良好な流動性を実現するには、粒子の球形と特定の分数組成の両方を使用できます。 基本的に、SLPプロセス用の粉末は、10〜63μmの範囲の粒径とシングルモード分布を持っています。
-ロシアで生産された粉末の品質について、あなたは何を言うことができますか（それらがすでに市場で提供されている場合）？
-ロシアの粉末の品質を判断することは、このトピックに特に対処しなかったため困難です。 ただし、国産の粉末を使用し、原則として必要な品質の部品を提供する顧客がいることに注意してください。 特定の材料の建設プロセスのパラメータを最適化するための正しい作業のように、問題は粉末ではあまりないことがあります。 SLM Solutionsのインストールで粉体を使用する能力の鍵は、粉体の流動性が優れていることであり、残りの作業を行うことができます。
-航空宇宙産業の問題を解決するための新しい技術、機器、および材料を社内で開発するための展望について話しましょう。
-第一に、SLM Solutionsは、機器のメーカーとして、SLPの設備の設計を改善し、SLPをより便利で生産的にすることを目指しています。 建設プロセスの監視システムを改善するための作業が進行中です。これは、航空技術の認証のためだけに重要であり、周辺機器を改善するためです。 別の作業領域は、新しい合金グループのSLPプロセスのパラメーターのテストに関連しています-使用される粉末の範囲を拡大します。 SLPテクノロジーは非常に柔軟で多様であり、多くの有望な分野があります。
-他にブログの読者と共有できるものはありますか？
-私はそのような重要なことを言いたいです。 もちろん、アディティブテクノロジーは未来ですが、それらを万能薬、部品を製造するための普遍的な方法と考えてはいけません。 ジャーナリストは既存の機会を大幅に誇張することを好む場合がありますが、技術者は理解する必要があります。各方法には、技術、経済、技術などの適用可能性に関して限界があります。
実際、選択的レーザー溶解は、部品の設計に対する通常のアプローチを超えて見ることができ、特定の利点を提供しますが、技術のユーザーが材料、設計、および生産プロセスの経済性によってその適用性の限界を理解した場合にのみ実現されます。
3Dプリンティングは、機械的およびプラスチック加工、鋳造、溶接とともに製品を生産するための技術の別のバージョンとみなされるべきです。 生産プロセスのオプションを選択するときは、長所と短所を慎重に検討してください。