白銅／東京理科大／キヤノンMJ：金属3Dプリンター材料を共同研究、JIS規格に準じたアルミ合金「ADC12」の開発に成功

白銅、東京理科大学、キヤノンマーケティングジャパンは、金属3Dプリンターの造形材料を共同で研究し、JIS規格のアルミダイキャスト材料である「ADC12」の造形レシピの開発に成功した。白銅は、「ADC12」による造形サービスを2018年4月より開始する。

現在、金属3Dプリンターで造形が可能な材料の多くは、欧米のプリンターメーカーが標準材料として提供している欧米市場向けの材料に限定されている。これらの標準材料は、日本の製造業では馴染みのないものも多数あり、材料の制限が金属3Dプリンターの活用を検討する際の最初のハードルとなっていた。

白銅、東京理科大、キヤノンMJの3社は、 2017年3月から米国3D Systems社の金属3Dプリンター「ProX DMP 200」を活用し、国内製造業で広く利用されているJIS規格に準じたアルミ合金の共同開発を進めてきた。 3社は、日本の多くの製造業に親和性の高い材質での造形が、金属3Dプリンター活用の第一歩との考えから、国内でアルミ製品として最も需要の高い「ADC12」の造形パラメーターの開発に着手し、約10か月をかけて開発に成功した。

今回実現した「ADC12」造形物は、強さやしなやかさなど、バルク材を上回る機械特性を有している。そのため、新たな用途向けの部品開発や製品への活用に期待が持てる。



■ 各社の取り組み
白銅は、金属3Dプリンターの受託製造を通じて、マーケットのニーズを調査してきた。今後、「ADC12」による造形サービスを通じて、自動車業界を中心に、半導体製造装置業界やロボット業界、各種産業機械業界における革新的なモノづくりへの貢献を目指していく。

東京理科大は、まだ歴史の浅い金属3Dプリンター技術について、必要となる学術ならびに技術的知見を蓄積・体系化するべく、産業界と連携しつつ基礎から応用までの幅広い研究開発に取り組んでいる。3台のプリンターを用途別に運用し、標準材料にはない実用的な素材およびそのプロセス技術の開発を推進している。また、金属3Dプリンターの特長を生かした機械設計技術についても研究している。金属3Dプリンターの産業界への普及に貢献すべく、産学連携拠点としての活動を展開していく。

キヤノンMJは、今回の研究に使用する機材やそのノウハウの提供、エンジニアの派遣を行った。今後も3Dプリンターに関する技術や関連ソリューションに対する見識を深め、自社エンジニアの育成、顧客への提案領域の拡大を継続して行っていく。装置販売やソリューション提案だけでなく、納入後の密な技術サポートとフィールドサービスを強みに、産業用3Dプリンター市場の拡大に貢献していく。

今後も各社は、3D造形の活用の幅を広げる取り組みに尽力していく。

■研究の概要
　　研究目的：新規金属材料の金属粉末造形機への応用
　　研究内容：金属粉末造形機を用いた、 アルミニウム合金（ADC12）など、 新規金属粉末による造形のため　に必要な金属粉末造形機レシピ、 造形物作成、 ほかに関する研究
　　研究期間：2017年3月～2017年12月
　　実施場所：東京理科大学 トライボロジーセンター
　　研究成果：下記の特性を持つ金属3Dプリンター用「ADC12」の造形レシピ
　　　　　　　・JIS H 5302の規格であるADC12の化学成分
　　　　　　　・バルク材を上回る機械特性

金属3Dプリンターの市場動向

欧米を中心とする海外のものづくりの現場では、金属3Dプリンターの導入が本格化している。従来の製造方法とは異なる、金属3Dプリンターに適した設計・生産技術ノウハウが新たに確立され始め、それを背景として国内企業でも装置導入が進んでいる。ここ数年で、量産適用の目途を付けた企業が、より生産性の高い大型装置の導入に向けて動き出しており、今後も市場拡大が見込まれる。（キヤノンMJ調べ）

金属 3D プリンター Pro X DMP 2 00

１．主な特長
・高精度レーザーを搭載したパウダーベッド方式の金属3Dプリンター
・標準的な金属材料の他、 合金やセラミックスなど、 広範囲な造形材料で造形が可能
・類を見ないきめ細やかな表面仕上げ
・シャープなエッジを造形可能
・最薄で150μmの板材を造形可能
・材料パウダーレイヤリングシステムを採用
　　約5μm径の材料パウダーも利用可能
　　均一かつ高密度（99%以上）
　　高品質な鋳造品と同等の品質
・生産だけでなく研究開発にも最適な中型装置

２．使用可能な材料
Cobalt-Chrome CoCr、 Stainless Steel 17-4PH、 Maraging Steel、 Aluminum Alloy AlSi12など

３．代表的なアプリケーション
・航空宇宙業界の部品
・自動車業界の部品
・重工業・電力業界の部品
・腕時計・宝飾製造
・カスタムメイドの義歯
・整形外科で使われるインプラント、 など

４．主な仕様
　最大造形サイズ：140×140×100mm（幅×高さ×奥行）
　装置サイズ：1200×1500×1950mm（幅×高さ×奥行）
　装置重量：約1500kg
　価格（税別）：6,300万円～