SOLIZE株式会社

SOLIZEの最新取り組み事例

SOLIZEでは、3Dプリンターによる出力や装置販売の他、皆さまに3Dプリンターによる新たな価値をご提供するため、アプリケーションや材料の開発にも注力しています。

薄肉形状の造形

金属3Dプリント受託サービスでは、薄肉形状に関するお問い合わせを多数いただきます。たとえば熱交換部品などでは、流路断面積を大きくするため、流路の壁の厚みが薄くなる傾向にあります。しかし、壁が薄くなるに従い、強度の低下やリークの発生などの懸念が生じます。

SOLIZEでは、薄肉形状での品質を高めるべく、造形パラメーターなどの調整を行いテスト造形を実施しています。お客さまからご相談をいただいた形状に対し、お客さまの目的実現のため、さまざまなアプローチを検討しながらプロジェクトを進めています。

材料SUS316Lでの薄肉テスト造形

のイメージ薄肉サンプル

のイメージ光学顕微鏡画像

SOLIZEの取り扱う金属3Dプリント材料

材料名称 マレージング鋼 ステンレス アルミ合金 ニッケル合金
材料品番 1.2709 17-4PH 316L AlSi12 インコネル718
成分 化学成分 含有量(%) 化学成分 含有量(%) 化学成分 含有量(%) 化学成分 含有量(%) 化学成分 含有量(%)
鉄(Fe) 残部 鉄(Fe) 残部 鉄(Fe) 残部 アルミニウム
(AI)
残部 ニッケル
(Ni)
50-55
ニッケル
(Ni)
17-19 クロム(Cr) 15-17.5 クロム(Cr) 16-18 ケイ素(Si) 11.0-13.0 鉄(Fe) 残部
コバルト
(Co)
9-11 ニッケル
(Ni)
3-5 ニッケル
(Ni)
12-15 残留物 <0.6 モリブデン
(Mo)
2.8-3.3
モリブデン
(Mo)
4-6 銅(Cu) 3-5 炭素(C) ≦0.03 マンガン
(Mn)
≦0.35
チタン(Ti) 0.9-1 ケイ素(Si) <1 マンガン
(Mn)
≦2.00 ケイ素(Si) ≦0.35
ケイ素(Si) ≦1 マンガン
(Mn)
<1 モリブデン
(Mo)
2-3 クロム(Cr) 17-21
マンガン
(Mn)
≦1 ニオブ
(Nb)
0.15-0.45 ケイ素(Si) ≦1 炭素(C) ≦0.08
炭素(C) ≦0.03 リン(P) ≦0.045
硫黄(S) ≦0.03
測定項目 測定方法 単位 熱処理なし 熱処理後 熱処理なし 熱処理後 熱処理なし 熱処理後 熱処理なし 熱処理後 熱処理なし 熱処理後
硬度 ロックウェル硬さ HRC 37±2 55±2 (30)
※換算値
(41)
※換算値
47
ビッカース硬さ HV (360)
※換算値
(600)
※換算値
300±20 400±20 (471)
※換算値
ブリネル硬さ HB (340)
※換算値
(286)
※換算値
(380)
※換算値
137±1.5 90~95 (442)
※換算値
引張強さ ASTM EB MPa 1100±50 1100±50 1300±50 667±50 480±20 240±20 1450
引張破断伸び ASTM EB % 11±3 16±2.0 10±2.0 38±5 8±2.0 12±2.0 18
降伏強さ ASTM EB MPa 860±50 620±30 1100±50 536±50 270±20 180±20 1250
密度 約100% 約100% 約100% 約100%

フェライト系ステンレスの金属造形 6月リリースに向け準備中

従来、自動車の排気部品などによく使用されているフェライト系ステンレスは金属造形では造形することができませんでした。

SOLIZEでは、フェライト系ステンレスSUS430の造形条件を確立することに成功し、金属造形に活用できる材料の幅を広げることができました。

量産材料により近い物性の試作品を金属造形で製作し、評価試験に活用いただけます。

フェライト系ステンレスの金属造形のイメージ

金属造形アルミ合金部品へのアルマイト処理

Si含有量の多いアルミ合金へのアルマイト処理は難しいとされています。

SOLIZEが取り扱うアルミ合金にはSiが12%含まれていますが、アルミニウムおよびマグネシウムの表面処理を専門とする株式会社アート1様との取り組みにより、造形品へのアルマイト処理が可能となりました。

これにより、「表面の耐食性を向上したい」「着色し、表面の見栄えを良くしたい」というリクエストにお応えできるようになりました。

金属造形アルミ合金部品へのアルマイト処理のイメージ左:アルマイト処理なし、右:アルマイト処理あり

金属3Dプリンター ハイブリッド造形

ハイブリッド造形とは、切削などの従来工法で作製した土台の上に3Dプリンターで形状を造形する方法で、金型の入れ子の製作方法として特に注目されています。

3Dプリンターでは、肉が詰まった形状の造形においては加工時間が伸びやすく、金型のようなブロック形状を丸ごと造形するには費用対効果が低下します。そのため、複雑な形状が必要となる部分のみ3Dプリンターで造形することで、リードタイムとコスト削減が可能となります。

SKD61部品サイズ 80×80×30㎜
造形部サイズ 80×80×10㎜
接合面の欠陥 確認できず
接合面からのリーク(0.7MPa) リークなし
造形部の密度(断面観察) 約100%
造形部の硬度 380Hv(HRC換算39)
※熱処理でHRC46程度にすることも可

ハイブリッド造形のイメージ

下図は、ワークと造形部の位置精度測定、エアリークテストおよび断面の欠陥確認の様子です。いずれも問題はありませんでした。

ワークと造形部の位置精度測定、エアリークテストおよび断面の欠陥確認の様子

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