金属3Dプリンターとは？
電子ビーム・レーザー等を用いて金属粉末を溶解・凝固させ、金属を積層しながら3次元立体物を作る技術です。従来の成形機や金型を用いる成形技術とことなり、製作する部品の形状に応じた金型が不要で、小ロット・多品種の製作にも柔軟に対応することができる製造技術です。金属積層造形、Additive Manufacturing、付加製造、レーザー焼結法、としても知られています。
Inert製グローブボックスとガスマネージメントシステムは、金属3Dプリンターの分野にも用途を広げています。
金属3Dプリンターでは、焼結レシピによりチタン・アルミ・コバルト・ニッケルなどの金属粉末を使用します。そして、金属材料の種類により、注入する不活性ガスの種類も異なります。例えば、チタンの場合はアルゴンガスを使います。チタン粉末は、高温で酸素や窒素など様々な元素と高い反応性を示すので、チタン粉末をレーザー焼結で高温で溶解させる時には、酸素・窒素を遮断した造形チャンバー内で粉末積層造形を行う必要があります。そのために、造形チャンバー内にアルゴンガスを充填・パージして、超低酸素・水分濃度の雰囲気化を保持して造形が行われます。
アルゴンガスは、安価なガスではありません。3Dプリンターの運転頻度が高いとアルゴンガスの消費量が増加します。
アルゴンガスは、3Dプリンターを運用する上でランニングコストのウエートが大きいので、無駄な消費を減らす必要があります。研究開発用途では、7000Lのボンベでも良いかもしれませんが、プリンターの運転頻度が高いとボンベはすぐ空になってしまいます。液化アルゴンで購入すればコストダウンにつながります。この他、アルゴンガスをリサイクルする循環型のシステムを構築するのも選択肢の一つです。
Inert製ガスマネージメントシステムは、アルゴンガスを循環精製してリサイクルするための装置です。これによりアルゴンガスのランニングコストを大幅に削減することにつながります。
既存の密封容器にガスマネージメントシステムを接続すれば、アルゴンガスを再利用しながら運用できる循環型システムへとアップグレードすることにつながるのです。
ガスマネージメントシステムには、酸素・水分除去用の精製筒を搭載しています。密閉容器とガスマネージメントシステム間は、2本の配管で接続してクローズループで循環精製して、酸素・水分を除去しながら高純度のアルゴンガスを密封容器（3Dプリンター側）に供給していきます。
上の写真は大容量の密封容器に接続しているアルゴン-10 ガスマネージメントシステムです。アルゴンパージ式の密封容器ではアルゴンガスの大量消費によりランニングコストが増大するので、ガスマネージメントシステムを接続して循環精製することによりガスを再利用して、無駄な消費を最小限にしています。4～50m3の空間の循環精製にも難なく対応します。
