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日本山陽特殊製鋼:3D金屬列印關鍵在於金屬粉末製造的能力

2017/12/04 | 工業自動化 | 記者傅秉祥/台北報導

金屬粉末製造的方式種類很多,高技術的金屬粉末製造已成為3D金屬列印廠商、或雷射燒結廠商所重視,因此品質較佳的金屬粉末為首要的考量選擇。 

日本金屬粉末總代理-溢井有限公司董事長蔡景煜指出,3D金屬列印關鍵在於粉末的品質與否。當你將清淨度、流動性差的金屬粉末放入3D金屬列印機列印時,列印出的成品,會容易產生裂縫、燒結不完全、缺陷…等等。面對市場對於精密列印產品的需求不斷增加,3D金屬列印原料的控制是3D列印的重要關鍵之一。

日本山陽特殊製鋼是以製造軸承鋼開始,以其製造高清淨度軸承鋼的技術利用真空熔融和惰性氣霧法並結合的金屬粉末製程,在製造金屬粉末的過程中,將雜質降低至極限,其粉末具備了高清淨度,低含氧量,低介在物…等優異的品質,在日本及世界各地皆獲得最好的評價。在實現了高純度和高清淨度的機能性金屬粉末的同時,並能提供山陽獨家開發的粉末成形技術之優質粉末,滿足尋求高機能材料的需求。山陽以其製造軸承鋼的技術,進而開發出最適合各產業用的金屬粉末,應用於3D金屬列印(3D積層製造)、雷射披覆、熔射、熱噴塗、粉末焊接、濺射靶材、珠極、及防電磁波的吸收材料,具有磁性的金屬粉末(球狀、扁平狀)。

山陽金屬列印粉末之特色包括(1)具有高球形狀,粉末的流動性佳及填充密度高。(2)使用真空氣體噴霧法製造,粉末具有低含氧量、低介在物特性,在列印成型後,成型品的清淨度高。(3)具備多種合金製造的能力,包含Fe鐵基(耐蝕零件或模具用),Ni鎳基(耐蝕零件或耐高溫航太零件用),以及Co鈷基(耐蝕耐高溫零件或人工骨用)…等等的粉末。目前日本有兩台EOS機器(M280 及 M290),專門用來進行3D列印金屬粉末的研發,金屬粉末為山陽自行製造,加上目前社內粉末第一工廠有4座真空熔解爐設備,大至2噸,最小的設備為2公斤的設備機台,粉末第二工廠也於今年9月正式生產,擁有真空氣霧及離心式氣霧法設備一座,總計共7台金屬粉末製造設備。

由於金屬粉末含氧量低、流動性佳等特性,在進行3D金屬列印或雷射燒結時,其加工效能也能有顯著的增加,所需耗費的功率及時間更能節省更多。相對的,成品的填充密度,強度、耐磨性也非常好。此外,山陽社內擁有最先進的X光掃描機能夠針對列印品進行內部缺陷的分析,並針對粉末成型品的斷面組織、密度、硬度、及表面粗糙度之量測。除此列印品的疲勞試驗、拉伸測試及耐腐蝕性的測試山陽都能提供,能夠符合客戶製程所需的零件或模具品管的控制要求。

金屬積層列印(3D列印)是新興的尖端技術,山陽是日本最專業的金屬粉末製造廠,對於金屬粉末的製程包括原料的控制及製程的過程均有最嚴密的要求,其金屬粉末能以「3D金屬列印」製造出各種可用的「金屬零件」或「異型水路模具」,列印成品能夠展現其零件的機械特性外高強度及密度外,同時能兼具零件或模具的韌性。 

圖說:圖為山陽3D金屬粉末及列印展示品及山陽特殊製鋼吉祥物-山多君(さんとくん)。(圖,溢井提供)

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