英国の新しい HIP センター、金属 3D プリンティングの熱処理を目指す

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金属積層造形 (AM) が産業分野で広く採用されるにつれ、後処理技術も 3D プリンティング分野で独自の関連成長を遂げてきました。 これには、3D プリントされた金属部品の機械的および構造的特性を向上させるために必要となる熱間静水圧プレス (HIP) という重要な技術が含まれます。 AM による金属加工の拡大を実証するため、英国のウォールワーク グループは 2023 年 9 月に北マンチェスターのベリーに HIP センターを開設する予定です。

Wallwork の HIP センターの中心には、スウェーデンに本拠を置き、高性能材料処理用に最適化された Quintus Technologies の QIH 173L M URC が設置されます。 このプレスは、最高温度 1250°C、圧力 207 MPa で動作するように設計されており、作業ゾーンは直径 800 mm、高さ 2550 mm で、1 サイクルあたり 7000 kg 以上の能力を誇ります。このシステムには Quintus も搭載されていますTechnologies 独自の均一急速冷却 (URC) により、材料の均一性が優先されるミッションクリティカルな用途に特に適しています。

現在設置されている Wallwork の最初の HIP のレンダリング。

HIP は金属鋳造品や鍛造品の緻密化に一般的に使用されます。 これは内部の気孔を除去するのに役立ち、鋳造または鍛造部品の全体的な機械的特性を向上させます。 AM が産業化時代を迎えた現在、これらと同じ利点が 3D プリンティング分野にも引き継がれています。

金属 3D プリンティングにおける主な課題の 1 つは、印刷された部品内に細孔やボイドが形成されることです。 これらの細孔は最終コンポーネントの機械的特性を大幅に低下させる可能性があり、航空宇宙や医療用インプラントなどのミッションクリティカルな用途には不向きになります。

HIP は、高温と等方性の圧力を加えて材料を完全に緻密化し、気孔を効果的に排除または最小限に抑えることでこの問題に対処します。 さらに、等方性圧力により、機械的特性がコンポーネント全体で均一になります。 これは、多軸応力にさらされ、長期間にわたって確実に機能する必要がある用途に使用される部品にとって特に重要です。

HIP は気孔を除去するだけでなく、疲労強度、延性、破壊靱性などのさまざまな材料特性の向上にもつながります。 これにより、HIP 処理された部品の信頼性と耐久性が向上し、高ストレス環境での適用可能性が広がります。 さらに、3D プリントされたコンポーネントは機械加工が難しい複雑な形状を持つ場合があるため、HIP を使用すると、機械加工や研削などの大規模な後処理ステップを必要とせずに、コンポーネントをニアネットシェイプに加工することができます。 これにより、コストが削減され、生産プロセス全体が合理化されます。

HIP が 3D プリント金属部品にもたらす多くの場合必要な利点のほかに、HIP によって達成される強化された材料特性により、これまで特定の用途には適さないと考えられていた新しいタイプの合金や材料の組み合わせの使用が可能になります。 これにより、積層造形分野における材料科学の革新に新たな道が開かれます。

Wallwork Group は、熱処理、真空ろう付け、PVD コーティングなどの幅広いサービスを提供する熱処理および物理蒸着 (PVD) 処理組織です。 HIP センターは、Wallwork Group の熱処理能力を拡大するための広範な戦略的投資の一部です。 5 年間で総額 2,000 万ポンドの投資が予定されており、ベリー HIP センターだけでも 1,000 万ポンドの投資に相当します。 この拡張は、急成長する 3D プリンティング分野に対応するものです。

新しい 2500 平方メートルの HIP センター内にあり、英国の HIP 能力を大幅に増強することを目的としています。

Quintus Technologies は、スウェーデンに本拠を置く高圧技術の世界的リーダーで、先端材料の高密度化、板金成形、食品および飲料の加工を専門としています。 従業員数 300 名の同社は、2022 年の売上高が 12 億スウェーデンクローナと報告しており、45 か国に拠点を置いています。 Quintus は 1953 年から操業しており、エネルギー、医療インプラント、航空宇宙、自動車などの分野にわたって 1,900 の高圧システムを納入しており、この分野でさまざまな特許を取得しています。