SLM Solutionsは、金属を使用した3Dプリンティングの最新技術の開発におけるリーダーであり、サイズ31 x 22.2、直径21.9 cmの航空宇宙産業向けチタン製品の製造プロジェクトを完了しました。
今日では、2台の400ワットレーザーを備えたSLM 280の追加設置で製造された最大の部品です。 このマシンは、このサイズの製品を従来の製造技術と比較して比較的短時間で印刷することを可能にしました。
このクラスの3Dプリンターのビルドプラットフォームの標準サイズは250 mm x 250 mmです。 ただし、SLM 280のプラットフォームは280 mm x 280 mmに拡大されているため、より大きな製品を印刷できます。
SLM Solutionsは、航空宇宙産業のニーズに合わせて選択的レーザー溶解技術（チタンを含む）を使用した金属を使用した3D印刷の分野での開発のおかげで、この金属の高強度と軽量を考慮して、OEMの注文を行う大手企業の1つになりました。 SLM Solutionsは、建設室のサイズに関連する制限、および大型チタン製品の製造で遭遇する他の困難を克服することに成功し、この分野の技術を改善し続けています。
チタン粉末の3D印刷プロセス
SLM Solutions North American Implementation EngineerのMike Hansenが説明したように、チタンを使用した3Dプリントの進歩は特に重要です。チタンは、高い残留応力のために割れやすい非常に硬い金属であり、深刻な問題になっています。 「部品の形状は特に複雑ではありませんでしたが、このような添加剤技術を使用してチタンから大きな製品を製造することは困難でした」とエンジニアは指摘しました。
2つのレーザーで構成される、特許取得済みのSLMソリューションシステムは、この問題の解決に役立ちました。 2つのレーザーでオーバーラップゾーンの製品を同時に処理することにより、印刷プロセスを高速化できるだけでなく、より大きな製品を製造することも可能になりました。 SLM Solutionsはオーバーラップエリアの素材をテストし、1つのレーザーで印刷されたエリアと2つのレーザーが交互に照射したオーバーラップエリアのエリアとの間で素材の品質に違いがないことを確認しました。 SLM Solutionsのエンジニアは、ファイルを準備するために複数の反復を実行し、タスクが完了したことを確認するために複数のテストサンプルを印刷しました。 クライアントは、この製品を製造する方法を必要としていました。これにより、コストと時間を節約し、重量を削減できます 。
「この製品は、そのサイズと、印刷プロセスを中断することなく6日半でチタン製であったという事実が注目に値します」とハンセンは言います。 「SLM 3Dプリンターは、クリーニングやその他のメンテナンスを必要とせずに長時間使用できるという事実自体が非常に重要です。」
通常、3Dプリンティングテクノロジーはユニークなジオメトリを再現する能力で注目を集めていますが、航空宇宙産業向けのこの製品はこの観点から特に難しくはありませんでした。 しかし、従来の機械加工技術を使用して、このような短時間でこのサイズのチタン部品を入手することはほとんど不可能です。
従来の機械加工による製造プロセスには数週間かかる「積層造形技術は 、従来の工作機械や工具の制限に拘束されないため、より多くの有機形態を作成でき、航空宇宙産業の重要な製品の設計と開発のサイクル全体が大幅に削減されます」とハンセンは説明します。
SLM Solutions North Americaの実装責任者であり、メタデータのMDであるRichard Grylls氏は次のようにコメントしています。「製品のサイズを考えると、従来の機械加工を使用した製造プロセスには数週間かかります。 これには4〜5回の再調整が必要です。 つまり、これは非常に高価なプロセスになります。 鋳造技術を使用して製品を製造するにはさらに時間がかかり、機器が必要になり、製造プロセスには最大6か月かかることがあります。 さらに、従来の機器は高コストです。 製品のコストは高くなりましたが、タスクをより早く完了しました。 ただし、時間の節約を考えると、このようなコストは、このサイズの重要な製品に対して正当化されます。」
添加剤ユニットSLM 280HLに印刷されたタービンブレード
SLM Solutionsは、最終製品の生産速度、品質、密度の面で印象的な結果を達成しています。 ハンセンは、「航空宇宙産業や自動車産業などの厳しい規制のある産業でチタンを使用する場合、材料の厳しい品質要件と技術仕様を満たすためには、顧客が必要なものを正確に受け取るために、多くの材料試験とパラメータ最適化が必要です」 「。
航空宇宙産業における品質管理の要件は非常に広範囲に及びます。製品のボイドや気孔率を確認するには、原則としてコンピューター断層撮影などの非破壊検査方法が使用されますが、顧客は破壊検査を選択して製品を切断できます。 「最初に製品の非破壊テストを実行し、次に実際に近い条件でテストし、エンジンに製品をインストールし、故障する前にリソースを調整しました」とHansen氏は言います。
アディティブマニュファクチャリングテクノロジーの開発により、SLM Solutionsはそのソリューションに対する需要が増加していると考えています。 ただし、材料と製造プロセスは非常に迅速に改善されるため、標準はそれらに追いついていません。 「従来の技術を使用している企業からのアプローチが増えていますが、品質を維持しながら生産速度を向上させ、アディティブマニュファクチャリングを活用したいと考えています」とHansen氏は付け加えました。 「この業界は文字通り毎日変化しており、非常に急速に発展していますが、積層造形技術の開発のペースと、一部の業界、特に航空宇宙や自動車などの新しい材料や技術を迅速に認証する能力との間にはギャップがあります」
製品の寸法：31 x 22.2 cm、直径21.9 cm
素材：Ti64
印刷期間：6.5日
追加のインストール：2つの400 Wレーザーを搭載したSLM 280