焼結は、金属粒子を一体化させ、気孔率を減らし、物体の全体的な特性を高めるために使用されるプロセスである。
特に融点の高い金属に効果的である。
焼結は、金属製品の強度と構造的完全性を高めることができる。
このプロセスでは、原料を通常は粉末として特定の形状に成形し、圧縮し、加熱して溶融させずに粒子の結合を促進し、その後冷却して固化させる。
7つの主要材料とステップの説明
1.焼結に使用される材料
金属
焼結に使用される一般的な金属には、鉄、銅鋼、ニッケル鋼、ステンレス鋼、高強度低合金鋼、中・高炭素鋼、黄銅、青銅、軟鉄磁性合金などがある。
これらの金属は、3Dプリンティングでグリーンパーツに成形し、その後焼結することで、高品質で低孔率のパーツを製造することができます。
ポリマー
ポリマーは、ラピッドプロトタイピング、フィルターやサイレンサーの製造、特殊複合部品に使用されます。
セラミック
セラミックは、高温で使用されるギアやベアリングなどの小型部品の製造によく使用されます。
ジルコニアやアルミナセラミックのような材料は、3Dプリンティングで人気のあるオプションです。
2.焼結プロセス
原材料の形成
原料は通常粉末状で、特定の形状に成形される。
成形
均一性を確保し、空隙をなくすために、圧力を使って粉末を圧縮する。
加熱
圧縮された原料は焼結炉で加熱される。
温度は、完全に溶融することなく粒子の結合を促進するよう慎重に調整される。
この段階で粒子は拡散を受け、ネック形成と高密度化につながります。
冷却
焼結製品は冷却され、剛性のある凝集構造に固化する。
3.焼結に使用されるガス
大気圧を必要とする焼結プロセスでは、加熱プロセス中の酸化やその他の不要な反応を防ぐために、水素、窒素、一酸化炭素などの保護ガスが使用されます。
4.主な焼結プロセス
金属焼結
ギアやプーリーのような小さな金属部品や、フィルター、サイレンサー、オイルロード・ベアリング用の粗い金属粉末の製造に使用される。
ポリマー焼結
主にラピッドプロトタイピングや専門的な複合部品の製造に使用される。
セラミック焼結
ジルコニアやアルミナなどの材料を使用し、高温耐性を必要とする小型部品の製造によく使用されます。
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