[Meltio]軟鋼(Mild Steel)を活用した異種素材積層製造戦略
Meltio

こんにちは、HDCです。

私たちのHDCは、グローバルパートナーと共に国内製造現場に最適化された金属積層製造ソリューションを提供しています。

今回紹介する内容はメルティオの 軟鋼(ER70S-6)ベースの異種素材戦略です。

軟鋼は単独でも多く活用されますが、工具鋼などと組み合わせて使用する場合 74%の工具鋼節約、36%のコスト削減、23%の出力時間の短縮を引き出し、性能と効率性を同時に確保できるコア素材です。

金属積層製造を初めて導入しようとする企業はもちろん、高性能部品の製作が必要な産業現場まで、皆にとって実質的な代替案となる戦略なので、最後まで参考にしてください。

 


 

軟鋼(Mild Steel、低炭素鋼)は、価格競争力、加工性、そして多様な利用性のおかげで、世界で最も広く使用されている金属の1つです。

MeltioはER70S-6などの軟鋼を積極的に活用しており、この素材は優れた溶接性と延性を提供するだけでなく、

金属積層製造を初めて始める企業にとっても理想的な参入点となります。

軟鋼は単独で使用しても十分価値がありますが、実際にはハイブリッドと異種素材の適用においてより大きな役割を果たします。

性能はそのまま維持しながらもコストと時間を削減できるからです。

 

| 素材概要

軟鋼は低炭素鋼に属し、世界中で最も広く使われている鋼種の一つです。

炭素含有量が低く、高炭素鋼よりも延性に優れ、加工や溶接がはるかに容易ですが、

熱処理による硬化や強化はほとんど不可能であるという特徴もあります。

また、軟鋼は主にフェライト微細組織を持っています。 磁気特性が強い店は興味深いです、

実際、メルチオ応用部門では、どの鋼種なのかわからないときに磁石を利用して確認することもあります。

これは、見かけ上出力されたパーツが互いに似ているように見えることが多いからです。

軟鋼はERシリーズ溶接ワイヤとして広く利用されており、他の構造用鋼と同様の特性を示します。

特に コスト効率と素材互換性の観点から、積層製造に非常に魅力的ですね。

メルチオはER80、ER100、ER110などの他の鋼種もテストし、満足のいく結果を得ました。

 

| ER70S-6

メルチオで基本的に使用される軟鋼グレードは、 ER70S-6です。

この材料は安定した出力品質を示し、市場でも簡単に入手できますが、

ステンレス鋼(316L)に比べて積層速度が低く、大型部品を製作すると出力時間が長くなることがあります。

それにもかかわらず、材料コストを低く保つことができるという点で十分な利点があります。

​​

ER70S-6は建設、自動車、一般製造業など様々な産業で活用されていますが、

特に市場で頻繁に求められる部分は コスト効率を考慮した異種素材設計です。

軟鋼はビルドプレートから簡単に分離できるため、ラフト用途にもよく使われます。

​​

下の図はプレスブレーキツールのケースです。

このツールは、板材成形プロセスで広く使用されており、さまざまな産業分野に適用されます。

この場合、内部コアはER70S-6で、外側は3mm厚のH11工具鋼で製作しました。

このように構成する理由は明確です。

プレスブレーキツールの外側は、高い摩耗、圧力、および熱サイクルに絶えず露出しているため、H11などの工具鋼が必要です。

一方、内部コアは同じレベルの応力を受けないので、軟鋼を使用しても十分です。

これにより、性能を維持しながらコストと出力時間を大幅に短縮できます。

H11全体で出力した時と、ER70S-6とH11を組み合わせた異種素材方式で出力した時のコスト差を下表で確認してみてください。

この異種材料アプローチを適用すると、工具鋼の使用量が約74%削減され、部品あたりの総出力コストは36%以上削減されます。

出力時間も約23%短縮されます。これは、H11の積層速度が軟鋼よりも著しく低いためです。

​​

つまり、単に高価な合金の使用を減らすことで終わるのではなく、

全体のプロセス コスト効率と時間効率を同時にプルできるという意味です。

実際の生産現場でこの程度の規模の削減効果を達成すれば、積層製造活用の転換点になることがあります。

生産性の観点から、ER70S-6の積層速度は、1.4kWブルーレーザーを使用する場合に最大 423 g/hまで到達できます。

そのため、大型部品の製作、迅速な試作品の製作、経済的な保守作業などに特に魅力的な素材として評価されます。

​​

微細組織分析は外部専門研究所で行われ、10×10×60mm試験片を出力ブロックから採取し、

ASTM基準に従って調製および分析を行った。下の写真はその結果を示しています。

    • IRレーザー(赤外線レーザー) :出力直後のXY方向、熱処理後のXY方向

    • ブルーレーザー(青色レーザー) :出力直後のXY方向

軟鋼は単独で使用されるものにとどまらず、 ハイブリッド製造戦略における重要な役割をします。

構造ベースとして活用して、必要な特定の部位にはより高性能合金を追加できるからです。

この高い活用性のおかげで、軟鋼はメルチオの金属3Dプリントポートフォリオで非常に人気のある素材となっています。

特に金属積層製造を新たに導入しようとする企業には 実用的で現実的な出発点になってくれています。

|メルチオ軟鋼を選ぶ理由

メルティオのER70S-6軟鋼は、合理的なコストと性能のバランスを提供し、積層製造とハイブリッドアプリケーションに最適な選択肢として位置しています。

現在 冷却チャンネルを含む金型 開発にも技術を適用していますが、 W-LMD技術は優れた微細組織と 99.998%の密度の部品を製造することができ、これは鋳造品の特性を上回り、鍛造レベルに近い。

 

|費用対効果の高い高性能ソリューション

軟鋼、特にER70S-6が正しい積層製造戦略と組み合わせたとき、

費用対効果の高い素材も十分に高性能な結果が得られることを示しています。

高価な工具鋼の使用を減らし、生産サイクルを短縮できるため、

メーカーの立場では、効率性と耐久性の間でバランスをとる現実的な代替手段となります。

その結果、軟鋼はメルチオのポートフォリオの重要な軸として位置付けられ、

業界全体で3Dプリントをより自信を持って実用的に導入できるように支援します。

​​

検索
검색어 입력
Scroll to top TOP