Markforgedの新たな3Dプリント材料「純銅」とは？

Markforged社から新しく金属材料「銅」がリリースされました！

 Markforgedの提供する銅は99.8%を超える純銅で、導電性、熱伝導性、展延性に優れており、Markforgedの金属3DプリンターMetal Xで3Dプリントできます．

製造業では身近な金属材料ですが、実は、他の3Dプリンターで純銅は3Dプリントすることは難しいと言われています．

今回は純銅3Dプリントの説明と、実際にMetal Xシステムで3Dプリントしたパーツをご紹介します！

★Markforged Metal Xシステムについてもっと知りたい方はこちら．

１．純銅の3Dプリントは難しい？

純銅は金属であり、金属3Dプリントすることが難しい材料と言われています．

一般に最も普及している金属3Dプリント方式はSLS（粉末焼結積層造形）と呼ばれる方法です．この方法は浴槽内に敷き詰められた金属粉末の選択した部分にだけレーザーを当てて金属粉末を焼結し、金属粉末の敷き詰めと選択的焼結を繰り返すことで層状に金属を積み上げていく方法です．SLSはレーザーで粉末を加熱して3Dプリントする方法なので、純銅のように熱伝導率が高く、反射率の高い材料は狙った部分だけを加熱することは難しいと言われています．

Markforged社は、これに対してSLSでない新しい3Dプリント方式を用いた金属3DプリンターMetal Xを開発しており、この方式を用いることで、SLSにとって3Dプリントすることが難しかった純銅の印刷を可能にしました．
Metal Xの造形方式はADAM方式という方式を採用しており、これは最も普及している樹脂の3Dプリント方式FFF(熱溶解積層法)と非3Dプリントの半世紀の歴史を持つ製造法MIM(金属粉末積層造形)を組み合わせた方法です．金属粉末・結合材・可塑剤・潤滑剤の４種類を混錬して作った材料をFFFに従って積層し、脱脂・焼結することでMIM方式のように金属を焼結します．この方式は焼結方法としてレーザーを用いないため、純銅のような反射率が高い材料を3Dプリントすることができます．

Markforged Metal Xシステム

２．さっそく3Dプリントしてみました

弊社工場にて、さっそく純銅パーツをいくつか3Dプリントしてみました！

・Metal Xにセットした銅フィラメント（左）

・Metal Xで3Dプリント

・Wash-1で脱脂

・Sinter-1で焼結

・銅3Dプリントパーツ

左：焼結前のパーツ、右：焼結後の完成パーツ

3Dプリントらしい積層痕を残していますが、磨きでフィニッシュすることで、より強い金属光沢を出すことができます．
金属光沢を出したフィニッシュ品はまた更新記事として公開する予定です．

３．銅のアプリケーションを追加していきます

１．で説明したような理由から、Markforged社Metal Xの純銅3Dプリントはかなりパワーのある特徴となっていくと考えられます．

今後１か月ほどをかけて、純銅のアプリケーションとして、ウェルディングアームなど様々なパーツを3Dプリントしていく予定ですので、気になる方は要チェックです！
 

金属3Dプリンティングの活用についてのご相談は、DDDJapan.comまでお気軽にお問い合わせください．