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UAM 3Dプリンティングサービス：溶融不要の多材料超合金部品

はじめに

適用可能な材料マトリックス

材料選定ガイド

プロセス性能マトリックス

プロセス選定ガイド

ケース詳細分析：UAM Inconel 718と銅ハイブリッド航空宇宙用熱交換器

産業応用

航空宇宙・航空

自動車

エネルギー・電力

産業用途向け主流3Dプリンティング技術タイプ

よくある質問

はじめに

超音波積層造形法（UAM）は、溶融を必要とせずに多材料超合金部品を製造可能な、画期的な固相3Dプリンティング技術です。150°C以下の温度で超音波振動を利用して金属結合を形成するUAMは、Inconel 718、チタン合金、さらには銅などの超合金を効果的に組み合わせ、優れた結合強度、低残留応力、卓越した機械的完全性を実現します。

従来の溶融ベースの方法と比較して、UAMは熱歪みを最大90％削減し、電子機器、ファイバー、センサーを金属構造体に直接高精度に統合することを可能にし、性能と機能性を大幅に向上させます。

適用可能な材料マトリックス

材料	結合強度 (MPa)	密度 (g/cm³)	電気伝導率 (% IACS)	使用温度 (°C)
Inconel 718	>450	8.19	2.0	700
Ti-6Al-4V	>500	4.43	1.0	400
銅 C101	>400	8.96	101	250
アルミニウム 6061	>350	2.70	40	170
ステンレス鋼 316L	>380	7.95	2.3	600

材料選定ガイド

Inconel 718: 航空宇宙エンジン構造やタービン部品に最適で、熱歪みなしに優れた疲労抵抗性と結合強度（>450 MPa）を提供します。
Ti-6Al-4V: 軽量構造アセンブリや生体医療用インプラントに最適で、高い強度重量比と最小限の残留応力を保証します。
銅 C101: 熱管理機能や電気経路の統合に理想的で、優れた電気伝導率（101% IACS）を提供します。
アルミニウム 6061: 軽量の自動車および航空宇宙構造に適しており、優れた加工性と適度な結合強度（>350 MPa）を実現します。
ステンレス鋼 316L: 海洋、医療、化学処理用途における耐食性構造に推奨されます。

プロセス性能マトリックス

属性	UAM性能
寸法精度	±0.1 mm
層厚	25–150 μm
最小特徴サイズ	0.5 mm
表面粗さ	Ra 3–6 μm
作動温度	常温（<150°C）

プロセス選定ガイド

多材料対応能力: アルミニウム、チタン、銅、超合金などの金属を単一の統合構造内で組み合わせることに完璧に適しています。
最小限の熱応力: 残留応力と歪みが低減され、寸法精度と機械的特性が保持されます。
統合機能性: センサー、電子機器、冷却チャネルを金属部品に直接埋め込むことに理想的です。
精密接合: 溶融なしで信頼性の高い金属結合（>500 MPa）を実現し、敏感な用途に理想的です。

ケース詳細分析：UAM Inconel 718と銅ハイブリッド航空宇宙用熱交換器

ある航空宇宙クライアントは、Inconel 718の高温強度と銅C101の優れた熱伝導性を組み合わせた複雑なハイブリッド熱交換器を必要としていました。当社のUAM 3Dプリンティングサービスを利用して、溶融なしで完全に統合された構造の製造に成功し、450 MPaを超える結合強度を達成しました。結果として得られた部品は、熱管理性能が40％向上し、重量が25％削減され、残留応力が最小限に抑えられました。後処理には、機械的および熱的性能を向上させるための精密CNC加工と制御された熱処理が含まれました。