Jabil がパウダーベッド 3D プリンティング用に初の PLA を導入

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私たちが最後にジャビル (NYSE: JBL) の研究開発担当シニア ディレクターであるルーク・ロジャース氏に話を聞いたとき、この製造ソリューション プロバイダーは、隔離された一酸化炭素から得られる粉末床溶融 (PBF) 用の新しい材料をリリースする途中でした。 RAPID + TCT 2023 では、材料科学者が PBF 用の新しい炭素捕捉ポリマー、今回は PLA を開発して戻ってきました。

展示会でロジャース氏と話をしたところ、材料押出成形に広く使われているこのポリマーがどのように PBF の世界に新たな利点をもたらすのかについて学びました。 世界最大の PLA メーカーである NatureWorks と協力して開発された Jabil の PLA 3110P は、この通常コーンスターチベースのプラスチックの印刷適性と、PBF によって可能になる高スループットおよび複雑性を兼ね備えています。 Jabil は垂直統合されているため、配合から極低温粉砕まですべてを備えており、NatureWorks のようなパートナーは単一のサプライヤーからこれらすべての機能にアクセスできます。

Jabil PLA 3110P は、NatureWorks の Ingeo™ PLA ベースの粉末をベースにしており、粉末床溶融技術で使用した場合、PA 12 と比較して二酸化炭素排出量が 89% 削減されます。 画像提供：ジャビル。

「社内には家庭で堆肥化できるプログラムがたくさんあり、それを検討しています。そして全体として、持続可能性はジャビル内で大きな焦点となっています」とロジャース氏は語った。 「私たちはNatureWorksと何度も話し合いましたが、これは自然なコラボレーションとして実現しました。私たちはPBF材料を作成するためのすべての技術とノウハウを持っており、彼らは優れたPLA樹脂システムを作成するためのすべての専門知識を持っています。」

Jabil は、真空および熱成形、鋳造、化石燃料ベースのポリマーのより持続可能な代替品など、この材料のいくつかの用途を念頭に置いています。 材料を加熱して金型の周りで成形する熱成形に関しては、この材料はポリカーボネート、PETG、ポリプロピレンなどの材料の加工に最適な圧縮強度と耐熱性を備えています。

RAPID + TCT で撮影されたこの画像は、3D プリントされた PLA 金型を備えた熱成形歯科用アライナーと、同じく Jabil の新素材で作られた教育用モデルを示しています。

金属鋳造の場合、PLA は膨張することなく、または残留物をほとんど残さずに溶解できます。 PBF で印刷すると、鋳造に必要な表面仕上げも得られます。 デスクトップ 3D プリンティング ユーザーが PLA モデルを 3D プリントし、セラミックの型に包み、溶融金属でモデルを焼き切るという事例は数多くあります。 卓上材料押出機とは異なり、PBF には明らかな層ラインが発生しないため、より滑らかな金属コンポーネントが得られます。

おそらくもっと重要なことは、NatureWorks によると、PLA 3110P は二酸化炭素排出量が PA 12 よりも 89% 小さく、持続可能性にも優れているということです。 それでいて、比較的安価です。 これは、熱成形、鋳造、さらにはモデル、プロトタイプ、治具、治具の印刷に関して、ユーザーが石油化学製品に代わる再生可能な代替品を手に入れることができることを意味します。 企業は排出量の削減を目指す中で、従来の材料を PLA に置き換えることができます。

「業界全体が持続可能性をますます重視しています。私たちは、顧客の選択肢として持続可能性を導入する技術に投資することで、自分たちの役割を果たしています。この PLA 製品は、世に出ている熱成形用途の多くに絶対に適しています。現在熱成形を行っているが、持続可能な解決策の検討を検討してほしいと願っている」とロジャース氏は語った。

新しい PLA に加えて、Jabil は Nexa3D とのコラボレーションも発表しました。これにより、同社の PK5000 材料、隔離された一酸化炭素に由来する前述のポリケトン (PK) が Nexa3D の QLS 236 および QLS 820 SLS プリンタで利用できるようになりました。

その協力に加えて、Jabil は静電気放電 (ESD) から保護する材料の開発にも携わりました。 Mechnano で作成されたこのパウダーは、PBF 3D プリンティングで使用するために Jabil のポリケトン (PK) と Mechnano のカーボン ナノチューブを組み合わせています。 これにより、機能テストに耐えられる部品が得られ、エレクトロニクス製造など、ESD が問題となる分野での使用が可能になります。

「Mechnano は、破断点伸びが高く、再現性が高いため、ポリケトン製品を非常に気に入っています」と Rodgers 氏は言いました。 「ポリマーを粉末にして、それをPBF製品と呼んでいる企業は他にもたくさんあります。そして、それは製品ではありません。当社は、当社の粉末がPBFに入れることができることを確認しています。彼らは機械的にも寸法的にも優れた部品を製造しています。」

Jabil の PK 5000 で印刷されたライン トリマー ガス タンク。PA 12 などの汎用ナイロン素材と比較して、強度、耐薬品性、弾力性が向上するように設計された、環境に優しい粉末ベースの添加剤素材です。画像提供: Jabil。

製造ソリューションプロバイダーは、より持続可能なポリマーの配合を継続することを計画しています。 Jabil のシニア プロダクト マネージャーである Jesse Sumstad は、インタビュー中に次のように述べています。

「現在の市場の状況では、持続可能な代替品ですべてが手に入るわけではありませんが、少しずつでも役に立ちます。1 つの製品がこの小さなニーズに適合し、二酸化炭素を 10% 節約できる可能性があります。」 「ここで排出量を削減するか、彼らが私たちのPKに頼ってそこで二酸化炭素排出量を節約します。すべてのものを100パーセント持続可能にできると現実的に考える人はいないと思いますが、誰もがここで少しでも環境に優しいものにしたいと考えています」そこのほうが緑が多いよ。」

ロジャース氏もこれに同意し、「誰もがただ旅を始めなければならない。始めなければどこにもたどり着けない。だから、エコシステムを進化させ、真に持続可能なものに成熟させるには、小さな一歩が必要だ。」と付け加えた。

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