2019年7月17日水曜日

金属粉末3D積層装置(金属3Dプリンター)の精度向上について考える

MIMと関係ないが、3D金属プリンターはMIMの相棒である。
その相棒の精度を向上させる方法を考えてみる(妄想)。
ここで考える装置は
「バインダージェット方式、パウダーベットを有するタイプ」に絞る。

問題提起:
なぜZ方向(積層高さ)の精度が悪いのか

仮説:パウダーベットに敷く金属粉末の見掛け密度が小さいため、
バインダーが数%であっても粉末間の距離が離れている。脱脂・焼結過程で粉末が重力で移動するため変形する。

◆「雷おこし」を「おにぎり」にする必要がある。◆

対策:パウダーベットに敷く金属粉末の見掛け密度を最大化させる。臨界タッピング密度が目標値である。

具体策: 粉体の見掛け密度を向上させる方法は3つ
 ①圧力を掛ける(例:ラバー容器を使ったCIP)
 ②タッピングする(例:タッピング密度測定器)
 ③振動を与える

【珈琲ブレイ句】
①を志向していると思われるローラー加圧は現存する。
ただ圧力はどのくらいかけられるのか?
ローラーだと線接触なので課題があるかも・・・
面接触にした方がよい。スキー板の様な・・・
②パウダーベット全体をタッピングする方法はあるかも。
課題は、重量が数十Kgになろう。振動音発生、タクトタイムが伸びる。
③パウダーベット全体を振動させる(超音波、衝撃波、固有振動共振法)。
振動体でパウダー表面を一層づつ圧縮する。課題は、やはり音か。

相棒、金属3Dプリンター。さらなる高精度化を期待する。
2019/07/17