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先進セラミック部品 3Dプリンティングサービス

当社のチタン部品3Dプリンティングサービスで、精度とイノベーションを体験してください。パウダーベッドフュージョン、バインダージェッティング、シートラミネーション、指向性エネルギー堆積を活用し、高品質でカスタマイズ可能なチタン部品を幅広い用途にお届けします。

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セラミックの3Dプリンティング技術

チタンの3Dプリンティング技術には、選択的レーザー溶融（SLM）、電子ビーム溶融（EBM）、金属粉末レーザー焼結（DMLS）があります。これらの方法は軽量・高強度で耐食性に優れた部品の製造に秀でており、航空宇宙、医療、産業用途に最適です。

3Dプリントプロセス	概要
SLS 3Dプリンティング	高強度で耐久性のある部品をサポート不要で造形でき、さまざまな材料に対応します。
MJF 3Dプリンティング	高速造形、優れた機械特性、複雑形状にも適したプロセスです。
バインダージェッティング 3Dプリンティング	金属やセラミック部品を高速に製造。フルカラー造形に対応し、加熱の不要な工程も可能です。

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セラミック3Dプリンティング Materials

Alumina (Al2O3)

Aluminum Nitride (AlN)

Boron Carbide (B4C)

Ceramic

Glass-filled Ceramics

Hydroxyapatite (HA)

Lithium Disilicate

Magnesium oxide (MgO）

Silicon Carbide (SiC)

Silicon Dioxide (SiO2)

Silicon Nitride (Si3N4)

Spinel (Magnesium Aluminate)

Yttria-stabilized Zirconia (YSZ)

Zirconia (ZrO2)

3Dプリントセラミック部品の後処理

3Dプリントされたセラミック部品は、後処理により機械特性、表面仕上げ、機能性が向上します。CNC加工、熱処理、HIP、各種コーティングにより、強度・耐久性・耐熱性を高め、産業・航空宇宙・医療で最適な性能を実現します。

後処理プロセス	概要
CNC加工	セラミック部品の精密な形状加工や微細加工を可能にし、機能・外観要件に合わせた高い公差と滑らかな表面を実現します。
放電加工（EDM）	電気的スパークで切削・成形を行い、複雑形状や精緻なフィーチャに最適です。
熱処理	制御加熱・冷却により機械強度、耐熱性、寸法安定性を向上させます。
HIP（熱間静水圧プレス）	高温・高圧で部品を緻密化し、ポロシティを低減して機械・熱特性を改善します。
TBC（遮熱コーティング）	耐熱層を付与し、高温環境での耐久性と性能を向上させます。
表面処理	研磨・コーティングなどで滑らかさ、硬さ、耐薬品性などの表面特性を向上します。

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セラミック3Dプリント部品の主な用途

セラミック3Dプリント部品は、優れた耐熱性、化学的安定性、電気絶縁性を備えています。これらの特性により、高温環境、エレクトロニクス、医療機器などで高い適合性を発揮。代表例として、熱交換器、絶縁コンポーネント、特注インプラントなどが挙げられます。

産業分野	用途
ラピッドプロトタイピング	高精度プロトタイプ、カスタム設計の検証
製造・治工具	高温プロセス用金型、研磨材向けツーリング
航空宇宙・航空	断熱コンポーネント、燃焼室ライニング
自動車	排気系部品、エンジン用遮熱シールド、セラミックベアリング
医療・ヘルスケア	生体適合性の高い手術器具、特注の歯科補綴
コンシューマーエレクトロニクス	電子絶縁体、ヒートシンク、耐摩耗コーティング
建築・建設	ファサード部材、装飾タイル、耐火パネル
エネルギー・発電	発電用絶縁体、原子力用途のコンポーネント
ファッション・ジュエリー	セラミックアクセサリー、ジュエリーパーツ、時計部品
教育・研究	教育用教材、研究用プロトタイプ、シミュレーションモデル
スポーツ・レクリエーション	プロテクター、スポーツ機器用コンポーネント
ロボティクス	センサー、高温用コンポーネント、構造サポート

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セラミック3Dプリント部品のケーススタディ

本ケーススタディでは、先進セラミック3Dプリンティングが航空宇宙・医療・産業分野に与える影響を紹介します。ジルコニア歯科インプラントから炭化ケイ素の航空宇宙用部品、アルミナのメカニカルシールまで、高性能セラミックが重要な工学・技術ソリューションにおいて、耐摩耗・耐熱・高精度をどのように提供するかを解説します。

炭化ケイ素（SiC）3Dプリンティング：航空宇宙用耐摩耗ベアリング／耐熱シールド向け高耐久部品

窒化アルミニウム（AlN）3Dプリンティング：パワーエレクトロニクス向け高熱伝導性基板

アルミナ（Al2O3）3Dプリンティング：メカニカルシール／電気絶縁子向け高耐摩耗セラミック部品

二酸化ケイ素（SiO2）3Dプリンティング：光学部品・半導体ウエハ・ガラス成形用コンポーネント

酸化マグネシウム（MgO）3Dプリンティング：高温対応セラミックブレーキディスク

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セラミック3Dプリント部品の設計上の考慮事項

セラミック3Dプリント部品の設計では、肉厚、公差、熱管理などを考慮して部品の健全性と性能を確保することが重要です。セラミックは脆性と熱特性に起因する特有の配慮が必要で、適正な焼結と応力集中の最小化により割れの発生を防止します。

設計項目	主なポイント
肉厚	焼結時の支持性と構造健全性を維持するため、最小 1〜2 mm を推奨します。
公差	セラミック種別とプリンター解像度により ±0.1〜±0.5 mm 程度を目安に設定します。
穴設計	焼結中の閉塞や応力集中を避けるため、最小径 2 mm を推奨します。
サポート構造	30°を超えるオーバーハングには、繊細な形状を支えるサポートが必要です。
造形方向	サポート接触と不均一な加熱・冷却の影響を最小化する方向を計画し、反りや割れを防止します。
熱管理	造形・焼結中の温度勾配を制御し、熱衝撃を回避して寸法安定性を確保します。
ラティス構造	複雑形状や軽量化が求められる用途で、重量・材料使用量を削減しつつ強度を維持できます。
応力集中	角部のR化や滑らかな形状遷移で応力集中を低減し、クラックの起点を抑制します。
熱処理	造形時に生じた応力を解放し、強度を高めるためにアニーリング等の後処理が必要となる場合があります。

セラミック3Dプリント部品の製造上の考慮事項

セラミック3Dプリント部品の製造では、材料の脆性や焼結プロセスの複雑さに配慮します。焼結収縮の管理、設計と後処理による強度最適化、厳密な寸法精度の確保が鍵となります。

製造項目	主なポイント
材料選定	3Dプリント適合性と用途要件に合致するセラミックを選択し、熱・機械特性に注目します。
テクスチャ	粒度や焼結条件により表面テクスチャが変化。焼結後の表面処理で滑らかさを改善します。
表面粗さ	目的の外観・滑らかさを得るため、二次加工（機械加工、グレージング等）が必要となる場合があります。
精度管理	焼結時の収縮に対応できるよう設計段階で見込を取り、特に重要部の寸法精度を確保します。
層管理	層厚や乾燥時間を適切に制御し、造形・焼結時の反りやクラックを防止します。
収縮管理	セラミックによっては最大25%の収縮を考慮。予測モデルを用い、グリーン体設計で補正します。
反り対策	最適な部品姿勢とサポート戦略で、焼結時の反りを最小化します。
後処理	機械加工・研磨・グレージング等により、機械特性を高めるとともに、狙いの寸法・仕上げを達成します。