【解説】電子ビーム粉末床溶融結合法 (EB-PBF) 金属３Dプリンタ / Wayland Additive 社2023.03.22-KI

「電子ビーム粉末床溶融結合法（パウダベッド・フュージョン）ってなあに？」、「EB-PBFってなあに？」簡単に解説します！
金属３Dプリンタの情報収集を開始されたご担当者様向けに、電子ビーム粉末床溶融結合法 (EB-PBF)の解説模式図をご提供いたします！

パウダ・ディスペンサによるパウダ供給。リコータ（往路）によるパウダ堆積、造形ステージ上下動作＆リコータの余剰パウダ通過動作、電子ビーム照射によるパウダの溶融＆凝固、リコータ（復路）によるパウダ堆積、という一連の動作を繰り返して積層造形が行われます。

造形ステージの上下動作とリコータの余剰パウダ通過動作によって、パウダの節約、ロス軽減に効果があります。

※模式図はWayland Additive 社の装置を元に作成しており、現在各メーカーから販売されているすべての電子ビーム粉末床溶融結合法（パウダベッド・フュージョン）金属３Dプリンタに必ずしも当てはまるわけではありません。
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残留応力フリーの大型造形が可能なニュートラル・”電子”ビーム・テクノロジーを採用した電子ビーム・パウダベッド方式金属3Dプリンタです。高速造形、後工程ステップの簡略化、他のテクノロジーと比べ、より安定したプラットフォームを提供します。
独自の電荷中和により、スモークの発生しない安定したプロセスでの造形が可能となり、大型の部品も応力の影響を受けずに造形ができ、Ni合金、Ti合金、Cu合金、CoCr合金、純銅、銅合金、超硬金属(Vibenite 280/ 290)、高融点金属材料など、多様な金属・合金での３D造形が可能。必要な後工程も少ないため、短時間＆省エネルギーでの造形が可能となります。高度なインプロセス・モニタリングと制御により、広範囲のアプリケーション開発を促進します。 （詳細を見る）

VBN Components社 Vibenite（バイブナイト）シリーズは、金属3Dプリンタでの造形を可能にした高硬度・高耐摩耗合金のパウダ材料です。パウダ鋼種は５種類あり、より高硬度、高温硬度、耐腐食性、靱性それぞれの特性が高いタイプのパウダを用途に応じて選択することができます。Vibenite（バイブナイト）シリーズは高いカーバイド(炭化物)を含有しておりますが、従来の超硬合金のプロセスのように、混合、乾燥、プレス、焼結を行う必要がありません。金属3Dプリンタでの造形が可能です。VBN Components社で保有する金属３DP装置にて、受託造形も可能です（最大造形サイズ：約 230 x 230 x 350 mm）。パワー・スカイビング・カッター、大型ギア・カッティング・ホブ、圧力ダイカスト・ツール、プラスチック・金属成形工具、切削ナイフ、摩耗保護等の用途にお使い頂いております。 （詳細を見る）

Vibenite 480 は高カーバイド(炭化物)含有率により、高温硬度と耐摩耗性を大きく向上させた3DP造形用合金です。温度変化による金属組織が安定しているため、高温耐久性が求められる金属部品に最適です。3DP造形により自由で複雑な形状を造形可能なため、数種類の合金部品を組み合わせていた部品を一つにしたり、軽量化設計を図ったり、各種冷媒の流路を内部に設計することが可能です。試作や初期量産品の製造リード・タイムを短縮することでタイムリーに新製品をリリースする事が可能となります。大きな特徴として、ニア・ネット・シェイプ造形により、マシニング・センタ等を使った粗加工が不要で研削が少なく済みます。 （詳細を見る）

Vibenite 350 は高クロム(Cr)添加により高硬度と高い耐腐食性を実現した
マルテンサイト系ステンレス粉末冶金(PM)3DP造形用金属パウダです。
高配合のカーバイド(炭化)金属により優れた耐摩耗性も兼ね備えています。

利点:
・重切削が不要なマルテンサイト系高合金
・優れた耐摩耗性
・耐腐食性
・高い耐金属疲労性
・気孔が無く、均一な硬度
・AM-HSS プロセスによる均一なミクロ組織
・3Dプリンタ積層造形が可能 （詳細を見る）

金属3Dプリンタで造形可能な「世界最高クラスの硬い鋼」である高速度工具鋼です。
より高い高温硬度、またはより高い耐摩耗性を必要とする既存の高速度鋼(HSS、 ハイス鋼)アプリケーションを改善します。3DP造形されたVibenite 290は、カーバイド(炭化物)含有率が高いため、最高の耐摩耗性と硬度を備えています。アディティブ・マニュファクチャリング(AM)プロセスによって、複雑な形状を設計し、複数のパーツを1つに結合し、冷却用のチャネルを追加し、重量を減らし、その他の機能を追加する可能性を提供します。
サンプル試作と試作量産の所要時間は非常に速く、新製品の迅速な開発が可能です。さらに、ニア・ネット・シェイプ造形により、粗加工が不要で研削が少なく済みます。 （詳細を見る）

3DP造形されたVibenite 280は、より高い硬度または耐摩耗性を必要とする既存の高速度鋼(HSS、 ハイス鋼)アプリケーションを改善します。カーバイド(炭化物)含有率が高いため、最高の耐摩耗性と硬度を備えています。
アディティブ・マニュファクチャリング(AM)プロセスによって、複雑な形状を設計し、複数のパーツを1つに結合し、冷却用のチャネルを追加し、重量を減らし、その他の機能を追加する可能性を提供します。サンプル試作と試作量産の所要時間は非常に速く、新製品の迅速な開発が可能です。さらに、ニア・ネット・シェイプ造形により、粗加工が不要で研削が少なく済みます。 （詳細を見る）

金属3Dプリンタで造形可能な高靭性と耐疲労性に優れた粉末冶金(PM)鋼です。
Vibenite150の3DP造形部品は、カーバイド(炭化物)含有量が高いため、最高の耐摩耗性を備えています。
この材料は、複雑な形状を設計し、複数のパーツを1つに結合し、冷却用チャネルを追加する可能性を提供します。
アディティブ・マニュファクチャリング(AM)プロセスによって、軽量化と特別な機能の追加が可能です。
サンプル試作と試作量産の所要時間は非常に速く、新製品の迅速な開発が可能です。
さらに、ニア・ネット・シェイプ造形により、粗加工が不要で研削が少なく済みます。 （詳細を見る）

「レーザ粉末床溶融結合法（レーザ・パウダベッド方式）ってなあに？」、「LPBFってなあに？」金属３Dプリンタの情報収集を開始されたご担当者様向けに、レーザ粉末床溶融結合法（レーザ・パウダベッド方式）の解説模式図をご提供いたします！

リコータによるパウダの堆積、レーザ照射によるパウダの溶融＆凝固、造形ステージの下降、パウダ・リザーバの上昇、再度、リコータによるパウダの堆積、という一連の動作を繰り返して積層造形が行われます。

リコータのパウダ堆積動作で余った周辺パウダはオーバー・フローの開口部に落としタンクに回収され、ふるいにかけて造形時にリサイクルします。

※模式図はAconity3D社の装置を元に作成しており、現在各メーカーから販売されているすべてのレーザ粉末床溶融結合法（レーザ・パウダベッド方式）金属３Dプリンタに必ずしも当てはまるわけではありません。 （詳細を見る）

Aconity3D社（ドイツ）レーザーパウダーベッド方式金属３Dプリンタです。金属パウダ（20 ? ～ 65 ?）を造形プラット・フォーム上に敷き、造形位置にレーザを照射し溶融と凝固を繰り返すことで積層造形します。3D CADファイルを編集ソフトで分析・修正したモデル・データを取り込み、複雑な形状でも高品質な造形が可能です。マルチ・レーザ（最大４本）、予備加熱機能、プロセス・モニタリング機能をオプションで追加可能です。
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「指向性エネルギー堆積法ってなあに？」「DEDってなあに？」
金属３Dプリンタの情報収集を開始されたご担当者様向けに、指向性エネルギー堆積法 (DED)の解説模式図をご提供いたします！

指向性エネルギー堆積法は熱源のレーザーが照射するメルト・プールに金属パウダを噴射して供給し、レーザ・ヘッドの動きと一緒にメルト・プールを移動しながら、溶融と凝固を繰り返して積層造形します。

一般的な金属３Dプリンタが持つパウダ・ベッドは無く、傾斜（90°）と回転（360°）機能があるテーブル上にベース・プレートやパイプなど基材を固定して造形します。

１．フリー・フォーム造形
２．くねくね形状部品のフリー・フォーム造形
３．従来加工部品への“追加”造形
４．摩耗スペックアウト部品への”肉盛り”(+再研磨*)補修

（※模式図はRPM Innovations社の装置を元に作成しており、現在各メーカーから販売されているすべての指向性エネルギー堆積法の金属３Dプリンタに必ずしも当てはまるわけではありません。ご注意ください。）

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指向性エネルギー堆積法(DED) 金属3Dプリンタ RPMI XR 装置シリーズ内"最小"サイズのRPMI 222 XRですが【X 600 mm × Y 600 mm × Z 600 mm】の造形サイズを確保。X・Y・Z+ティルト(傾き)＆回転テーブルによる5軸制御で自由にフリー・フォーム造形、部品リペア、クラッディング（肉盛り）が可能です。 （詳細を見る）

RPM Innovations 社 (米国 サウスダコタ州) の指向性エネルギー堆積法(DED) 金属3Dプリンタです。
航空・宇宙、軍事、電力発電、採鉱、ガス・オイル、自動車などの幅広い業界での実績、高い信頼性があります。
もっとも造形サイズが大きい「RPMI 557XR」装置では最大 2100 mm の金属積層造形が可能です。
５軸制御（Ｘ、 Ｙ、 Ｚ 軸 / チルト・回転テーブル）による自由形状でのフリー・フォーム造形、レーザ・クラッディング（肉盛り）による部品リペア、既存金属製品への付け足し造形が可能です。

【装置ラインアップ】
　■RPMI 557XR
　■RPMI 222XR
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