課題解決事例 金属3Dプリンター製品の時効硬化処理で機械的性能を向上

金属3Dプリンター（AM:Additive Manufacturing）は、金属粉末をレーザーで溶かしながら積層させて造形する技術です。この製法により、従来の切削加工では不可能だった複雑な内部流路（冷却水路など）や、軽量化のための中空構造を自由に設計できます。しかし、積層造形したままの状態では材料組織が十分に発達しておらず、実用に耐える硬さや強度が不足しているケースが多くあります。

時効硬化処理（析出硬化処理）

T社様の製品は析出硬化系ステンレス鋼（SUS630）で造形されていたため、当社では時効硬化処理（析出硬化処理）を提案しました。

時効硬化処理とは

時効硬化処理は、金属材料のマトリックス中に微細な析出化合物粒子を生じさせることで硬度を向上させる熱処理方法です。温度と時間を制御することで硬化を加速させ、以下のような効果が得られます。

• ・硬さの向上
• ・引張強さの向上
• ・弾性限界の向上

焼き入れとの違い

焼き入れは高温（800～900℃程度）から急冷する処理ですが、時効硬化処理は比較的低温（約500℃）で処理を行います。そのため、焼き入れと比較して変形が少なく、複雑形状の3Dプリンター製品に適しています。ただし、得られる硬さは焼き入れには劣るため、用途に応じた使い分けが重要です。

適用可能な材質

• ・析出硬化系ステンレス鋼（SUS630など）
• ・マルエージング鋼
• ・ベリリウム銅