レーザー方式と電子ビーム方式|金属3Dプリンター受託造形サービスのことなら株式会社J・3D

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事業内容 レーザー方式と電子ビーム方式
Laser method and electron beam method
金属3Dプリンター

金属3Dプリンターにはレーザー方式と電子ビーム方式があります。

どちらを使う方が良いのか・・・どんな特徴があるのか・・・

それぞれの特徴を知ることで金属3Dプリンターの奥深さが理解できるようになります。

レーザー

レーザー(laser)とは、光を増幅して放射するレーザー装置を指しています。

レーザー方式の金属3Dプリンターではこの装置を使用し、レーザー光を出します。レーザー光は指向性や収束性に優れており、また、発生する電磁波の波長を一定に保つことができます。

そのレーザーを使用した金属3Dプリンターをレーザー方式と呼んでいます。

レーザー方式は光をレンズにて集光します。これをスポット径と呼んでいます。スポット径が小さければ小さいほど造形品質はあがりますが、造形時間は長くなる傾向にあります。またスポット径は無限に小さくできません。

レンズと造形ステージの距離にも関連してきます。距離が縮まればより小さくなりますが、レンズにスパッターや煙が付着するリスクも高まります。

レーザー方式の金属3Dプリンターは高密度で、圧延材等と同等に近い材料特性で造形することができ、造形品質も非常に高いのが特徴です。

しかし、レーザーは光であるため、材料によっては吸収や反射をするので、すべての材料に対し有効ではありません。

電子ビーム

電子ビームは電子の束であり、金属粉末に衝突すると運動エネルギーが対象物の格子の振動エネルギーとなって熱に変換されます。

電子ビーム方式の金属3Dプリンターは電子の束を高真空中でフィラメントを加熱し放出された電子を電磁コイルでコントロールし照射するので高速なスキャンができるのが特徴です。

また、高速の電子の流れを使用するため、その大半が反射されることなく加工対象物内へ吸収され熱に変換されるため、高融点金属を造形することに長けています。また真空チャンバーであるので不純物は一切入りません。

もう一つ大きな特徴は予熱工程を入れることにより歪みが少なく、サポート材も少なくて済むことからチタン材の造形に適しています。

疑問

レーザー方式と電子ビーム方式の金属3Dプリンター・・・

はたしてどちらを使うのが最も効果的なのでしょうか?

それは仕事内容によると考えてください。

レーザーは再現性が高い造形物を作り出すことが出来ますが、大きなチタン造形品には適していません。

一方で電子ビーム方式は、大きなチタン材や高融点金属を3Dプリントすることが可能ですが、造形品質は若干劣ります。

つまり一長一短があり、仕事内容によってそれが決まるのです。

最も有効だと思うのはレーザー方式も電子ビーム方式も持つことですが、投資金額もかなり大きくなってしまいます。

まずは、特徴をうまく活用できる製品が何かを考えると答えは見つかると思います。

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