コールドスプレーメタル3Dプリントとは何ですか？

3D印刷は、3Dコンピューターモデルの実際のレプリカを作成するための優れた方法です。あなた自身の家でそうするためのいくつかの異なる方法があります。熱可塑性樹脂を使用したFDM印刷と感光性樹脂を使用したMSLA印刷は、どちらも比較的手頃な価格で購入が簡単です。他にも、独自の利点を提供できる3D印刷のよりエキゾチックな方法があります。残念ながら、これらははるかに高価であり、一般的にほとんどの人の家には適していません。これらの技術の1つは、コールドスプレーメタル3D印刷と呼ばれます。

金属を使用した3D印刷のほとんどの形式では、問題の金属を溶かしたり焼結したりするために多くの熱が必要です。名前の「コールド」は、金属を3Dプリントするこの方法が非常に異なることを示しています。粉末金属は加熱される代わりに、超音速に加速されます。ターゲットに衝突すると、金属が適切に結合し、完全に緻密な部品を作成できます。

必要な正確な速度は金属によって異なり、より頑丈な材料にはマッハ3を超える速度が必要です。加速は、圧縮ガスを使用することで実現されます。可能な場合は、通常の空気が使用されます。しかし、より高速の場合は、窒素またはヘリウムさえも必要です。

利点

この3D印刷技術には、他の金属印刷技術に比べてさまざまな利点があります。一般的に、多くの熱が必要となるため、他の周囲の部品は悪影響を及ぼします。修正によって損傷が増えるのを防ぐために、時間とコストがかかる可能性のある分解と再組み立てが必要になります。コールドスプレーメタル印刷は、熱を含まず、正確にターゲットを絞ることができるため、近くの部品に影響を与えません。

これにより、機械の複雑な部品の現場修理が可能になります。たとえば、米空軍は、戦闘準備が整ったアクティブな飛行機の翼フェアリングスリップジョイントを修理する能力を実証しました。従来の方法では、部品を取り外すのに8週間かかりました。これは、部品の取り外しと交換に50万ドルかかるでしょう。

その場での修理を可能にすることを除けば、プロセス自体は他の形式の金属3D印刷よりも最大100倍高速であり、さらに高速なターンアラウンドタイムを可能にします。幅広い金属で動作し、一度に複数の金属で動作することもできます。これにより、部品の一端を固体チタンにし、他端で固体金を製造する前に、さまざまな合金組成を移行することができます。これにより、高度にカスタマイズ可能な合金特性が可能になります。有害なガスは発生しません。金属粉はすべて無駄なく使用されています。

コールドスプレーメタルプリンターは、現場での修理や製造のためにトラックで輸送できるほど小型です。部品内にセンサーや電子機器を埋め込んで印刷することも可能です。これは、印刷プロセスの影響から保護されていることを前提としていますが。

制限と欠点

残念ながら、従来の方法よりも安価であるにもかかわらず、家庭での使用にはまだ手頃な価格ではありません。限られた数のプロバイダーと現在の市場（主に防衛、一部の航空宇宙アプリケーション）は、これがしばらくの間変わらないことを示唆しています。印刷された部分は、印刷を滑らかにして鮮明にするために、いくらか後処理する必要があります。さらに、プロセスの物理的性質により、一部のジオメトリを印刷することは不可能です。

コールドスプレーメタル印刷は、困難な環境での操作中に独自の利点を提供する独自のプロセスです。残念ながら、マシンの初期費用により、このテクノロジーは主流の使用から外されます。ジオメトリが制限されていると、潜在的なアプリケーションも制限される可能性があります。テクノロジーの将来の改善により、この問題が解消される可能性があります。

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