積層造形プロセス用粉末の製造

混合機、真空乾燥機、合成リアクタは、粉末冶金やポリマー加工において重要な機能を果たします。

産業用3Dプリンティングのプロセスと応用分野

3Dプリンティングはインダストリー4.0の重要な積層造形プロセスであり、他の積層造形プロセスと組み合わせることで、重要な技術として将来の生産方法に革命をもたらすでしょう。3Dプリンティングは、3つの条件が揃ったときに使われます：

複雑な幾何学的構造
製造数が少ない
高い個別性

例：スペアパーツが入手できなくなった機械のための修理。これまで3次元的に設計されていた部品は、データの直接変換によって物理的な部品に変換されます。従来の金属切削による製造工程に比べ、治具も鋳造品も製品固有の工具も必要ありません。製造される部品の機械的技術的特性とは別に、従来の製造工程では不可能だった複雑な構造を作り出すこともできます。（個々の）部品形状の複雑さが増し、部品数が減るにつれて、3Dプリントプロセスの経済効率は高まります。

3Dプリンティングの用途は多くの産業で見られます。例えば、機械産業や自動車産業、模型製作、建築、そして人工関節を製造するための人体医学や歯科学などです。この方法は、構造バイオニクスで達成された中間的な結果を迅速に実施するのにも適しています。これは、植物繊維の強度構造を現代の技術に応用しなければならない場合に特に当てはまります。

3Dプリンティングのための粉末製造の重要性

3Dプリンティングの最初に、充十分に良好な充填密度を持つ粉末層が散布されます。精密に制御されたエネルギー入力が発生すると、粒子の集合体が融合して目標構造が形成されます。余分なパウダーは除去され、理想的にはさらなるレイヤービルドアップに使用されます。粉体を粉末層に使用する際には、粉体の粒子構造、粒子径、嵩密度、嵩レオロジーが可能な限り安定していることが重要です。これは、生産効率性を確保するために、作業工程を迅速に実行しなければならないからです。そのため、工程は吸引式空気圧コンベヤーで管理されますが、このコンベヤーは搬送速度が速いため、磨耗が発生する場合があります。したがって、使用されるポリマー粉末の優れたコンディショニングが特に重要になります。

金属粉末からの選択的レーザー焼結にも同様の条件が当てはまります。

粉末層への粉末の添加は、ここではスキージによって行われます。粉体の流動特性は、粉体層の均質性に大きな影響を与えるため、可能な限り流動性が高くなければなりません。目標：粒子形状は球形で、粒度分布は狭い。さらに、凝集体は分散されていなければならず、そうでなければ部品に平坦な欠陥や線状の欠陥が生じてしまいます。

何が必要なのか：産業用3Dプリンティングを成功させるための基本的な構成要素として、精度の高い粉末が挙げられます。付着物や凝集物を回避し、粉体の流動性を向上させるためには、精密ミキサーや流動床プロセスで運転される混合プラントが特に適している。

3Dプリンティングの粉末製造に最適なamixon®の混合機、真空乾燥機、リアクタ

粉末冶金やポリマー加工において、amixon®の混合機、真空乾燥機、合成リアクタは重要な役割を果たしています。目標：個々の粒子の ナノファインコーティング。これは、コーティング材料が弱い溶液または懸濁液として存在し、粉末に微細に混合されている場合にのみ達成できます。つまり、個々の粒子を均一にコーティングするプロセスを成功させるためには、粉末を均一に調湿し、素早く穏やかに乾燥させなければならなりません。

amixon^®真空乾燥機/リアクタの対流

タテ型コニカルミキ AMT 2000

amixon®の粉体ソリューション

amixon®のタテ型コニカルミキサ AMTは、理想的な均質化を可能にすると同時に、高速で穏やかな真空乾燥をも可能にします。中央に取り付けられた革新的な SinConvex^®ミキシングツールが回転し、混合原料中に理想的なフローを作り出します。粉体原料はまず、混合容器の壁面に沿って、螺旋状に上昇します。上方に到達すると、重力によって今度はミキシングシャフトに沿って下降します。低い回転数で理想的な対流が容器全体を満遍なく流れます。そのため、投入エネルギーは低く、原料の粒子構造を確実に保護することができます。これは特に重要で、フュームドシリカのような極めて少量の流動助剤を粉体中に均一かつ穏やかに混合することがあるからです。実際には、流動助剤が粉体上に浮いてしまい、混合プロセスを大幅に阻害することが起こり得ます。とはいえ、これらは粉体中に穏やかに均質に分散している場合にのみ有効であり、決して粉砕されてはいけません。

最後になりますが、混合容器の壁面、シャフト、アームはジャケット構造になっており、熱流体（熱油、水、蒸気）が閉回路で流れる仕組みになっています。こうすることで、混合原料の液相の蒸発がさらに促進される。

amixon®の混合機は、最高の衛生基準と信頼性の高い全量排出の技術を備えています。

クロスコンタミネーション（交叉汚染）は避けなければならず、バッチコントロールと品質保証のために、偏析のない、全量排出を確実に行わなければなりません。amixon®の革新的なComDisc技術により、弊社の混合機は最大99.997％の全量排出を実現します。さらに、弊社の混合機はすべて継ぎ目のない設計となっており、徹底した湿式または湿式洗浄が可能です。WaterDragon湿式洗浄システムが製品に接触するすべての部品を確実に洗浄します。

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