2026年のバインダージェッティング式3Dプリンターの価格：機種、材料、コスト
最終更新日：2026年9月
要するに： バインダージェッティングは、粉末の薄い層の上に液体のバインダーを噴射することで部品を造形する積層造形プロセスです。 粉末は溶融されないため、構築は室温で行われ、ばらばらの粉末が支持体として機能します。この技術は、砂型や中子、金属部品（脱バインダー処理および98 %以上の密度への焼結を経て）、セラミック部品、熱管理部品、およびロストワックス鋳造用のワックスパターンなどに使用されます。 一般的な砂層の厚さは0.2～0.5 mm、金属の場合は0.03～0.2 mmであり、砂の造形精度は最大300 mmの形状において±0.3 mmです。 最大サイズの砂型プラットフォームでは、最大4,000 × 2,500 × 1,500 mmの一体成形金型を製造可能です。.
最近の鋳造業者に、実際に砂型を何で作っているのか尋ねると、その答えはますます「バインダージェッティング」になっている。 自動車や家電の製造工場に、射出成形金型を使わずに小さな金属部品をどのように量産しているのか尋ねてみると、答えは往々にして同じです。バインダージェッティングは、産業用3Dプリンティングの陰の立役者です。レーザー溶融ほど有名ではありませんが、生産量の非常に大きな割合を支えています。.
その理由は構造的なものです。バインダージェッティングでは、何も溶かすことはありません。プリントヘッドが粉末の薄い層の上に液体バインダーを塗布し、周囲のばらばらの粉末が部品を支えます。 この単一の設計選択により、熱応力が発生せず、サポート構造も不要となり、レーザーの走査経路ではなく面積に応じて造形速度が向上します。この同じ基本原理に基づき、砂型や中子、金属部品、セラミック部品、ワックスパターン、そしてポリマー対応システムではプラスチック部品まで、あらゆるものを造形することができます。.
本ガイドでは、このプロセスの仕組み、印刷可能な素材、各素材群のポストプロセッシングで必要な処理、部品コストの決定要因、そしてレーザー方式の印刷や従来の金型成形に比べて優れている点について、技術的な概要を解説します。.
主なポイント
- バインダージェッティングは室温で造形を行います。粉末ベッド自体が支持体となるため、オーバーハングや内部の通路も、サポート構造なしで印刷できます。.
- この技術を分けているのは、ビルドループではなく後処理の工程です。具体的には、砂（硬化・鋳込み）、金属・セラミック（剥離・焼結）、ポリマー・ワックス（浸透またはバーンアウト）といった処理です。.
- 設計ルールは簡潔ですが、絶対に守らなければなりません。具体的には、粉体の除去を計画し、CADモデルに収縮を考慮して設計し、最小フィーチャーを材料ファミリーに合わせることです。.
- SLMと比較すると、バインダージェッティングはバッチコストとスループットの面で優れています。パターン金型やMIMと比較すると、生産量が一定水準に達して金型のコストが安くなるまでは、金型が不要であるという点で優れています。.
- 部品のサイズを制限する要因となるのは、プリンターであることはめったにありません。制限要因となるのは焼結炉です。.
バインダージェッティングの概要
| パラメータ | 値 |
|---|---|
| プロセスカテゴリ | ISO/ASTM 52900で規定される7つの積層造形カテゴリーの一つであるバインダージェッティング |
| 結合メカニズム | 粉末ベッド上に液体バインダーをジェット噴射；溶融なし、室温での造形 |
| 支持構造 | なし。ルースパウダーがオーバーハングや内部の溝を支える |
| 砂層の厚さ | 0.2～0.5 mm（最大サイズのプラットフォームでは0.5～0.8 mm） |
| 金属層の厚さ | 0.03～0.2 mm |
| 炭化ケイ素層の厚さ | 0.1～0.3 mm |
| 印刷解像度 | 400 dpi（砂）；最大1,200 × 1,200 dpi（金属） |
| 砂の印刷精度 | 300 mmまでは±0.3 mm、300 mmを超える場合は±0.5 mm |
| 大判サンドの精度 | 500 mmまでは±0.5 mm、それ以降は寸法の0.1 % |
| 砂型引張強度 | 1.5～2.5 MPa（フラン系バインダー使用時） |
| 砂型におけるガス発生 | 850 °Cで8～15 ml/g |
| 金属粉末の粒子径 | 5～25 μm（MIM用原料クラス） |
| 焼結密度 | 98 %を超える理論値 |
| 焼結収縮 | 15～16 % ステンレス鋼；14～15 % チタン |
| 世界最大の単体砂型 | 4,000 × 2,500 × 1,500 mm |
| 標準部品サイズの制限（金属） | プリンターではなく、焼結炉 |
バインダージェッティングとは何か？
バインダージェッティングは、粉末の薄い層の上に液体のバインダーを選択的に塗布することで部品を造形する積層造形プロセスです。オフィス用プリンターと同じインクジェット技術を採用しつつ、工業用粉末に対応するよう大型化されたプリントヘッドが、粉末ベッド上を横切り、部品を固化させるべき箇所にのみバインダーを滴下します。 その他の部分の粉末は散らばったままの状態を保ち、それ自体が支持構造として機能します。バインダージェッティングは、 ISO/ASTM 52900.
このプロセスを特徴づける3つの特性があり、それらがこのプロセスの利点の大部分を説明しています。.
組み立て中は加熱しない。. レーザー焼結やレーザー溶融とは異なり、バインダージェッティングでは熱を用いて粉末を溶融させません。バインダーが室温で粒子を結合させます。つまり、残留熱応力や反り、冷却による歪みが生じず、ビルドボックス全体にわたって高密度に積層された部品が得られます。.
その粉末が担体です。. オーバーハング、内部の溝、複雑な空洞も、周囲の粉末が部品を固定してくれるため、サポート構造なしで成形できます。そのため、バインダージェット法では、レーザー加工では広範囲のサポート構造を設けて初めて成形可能であり、そのサポートを手作業で除去しなければならないような内部形状も成形できるのです。.
スループットは一点からではなく、面積から生じる。. プリントヘッドは1回のパスで広い帯状の領域をカバーしますが、レーザーは一点ずつ走査します。 この差は、倍率で考えるよりも絶対値で見る方が分かりやすい。3DPTEK-J1800は、0.5 mmの積層厚で、1,800 × 1,000 × 700 mmのジョブボックスを約7時間で、およそ900 kgの砂を固めて完成させる。 J2500は、2,500 × 1,500 × 1,000 mmのボックスに約2.7 tの砂を充填するのに、およそ10時間を要します。.
この用語は、砂型印刷、金属印刷、セラミック印刷、ポリマー印刷をすべて網羅しています。それぞれは同じ造形ループを共有していますが、後処理の段階では全く異なる手法が取られます。.
バインダージェッティングの仕組み：コアループ
すべてのバインダージェッティング装置は、以下の3段階のループを繰り返します：
- 塗り直し。. ローラー、ブレード、または振動式リコーターが、ビルドプラットフォーム全体に新鮮で均一な粉末の層を広げます。 層の厚さはスライスファイルで設定されます。砂の場合は0.2～0.5 mm（最大の砂用プラットフォームでは0.5～0.8 mm）、金属の場合は0.03～0.2 mm、炭化ケイ素セラミックの場合は0.1～0.3 mmです。.
- 印刷。. プリントヘッドがベッド上を横切り、その層の部品の断面にバインダーを塗布します。 サンドプリントヘッドの解像度は400 dpiです。金属およびセラミック用プリントヘッドの解像度は、400 × 400、800 × 800、または1,200 × 1,200 dpiです。.
- インデックスを作成し、繰り返す。. プラットフォームが1層分下がり、ループが再開されます。造形が完了するまで、機械は再塗布と印刷を交互に繰り返します。.
脱粉処理は、ループの一部ではなく、独立した1回限りの工程です。造形が完了すると、ボックスは洗浄ステーションに移動し、そこで真空、ブラシ、または自動システムを用いて浮遊粉末が除去され、未焼成の部品が露出します。粉末ベッドがすべての部品を支えているため、部品は造形領域全体にわたって互いに重なり合うように配置・積み重ねることができ、部品同士を隔てるのは浮遊粉末のみとなります。 したがって、造形時間は、ボックス内の部品数ではなく、最も高い部品の高さと層数に応じて決まります。.
この段階での成果物は「グリーンパーツ」と呼ばれるものです。これは、乾燥したバインダーによって結合された粉末であり、まだ脆く、最終的な材料とはなっていません。 その後の工程は、粉末が砂、金属、セラミック、あるいはポリマーのいずれであるかによって完全に異なります。CADファイルの作成からスライシング、印刷、脱粉、硬化、鋳込みに至るまでの砂を用いたプロセスの詳細な解説については、当社の 3Dサンドプリントの仕組みを解説する7つのステップ.
素材のファミリー
バインダージェッティングは、非常に異なる製品結果をもたらす複数のプロセスからなるものです。それらを区別する要因は、バインダーの化学的性質と後処理にあります。.
| 家族 | パウダー | バインダーの種類 | 後処理 | 典型的な出力 |
|---|---|---|---|---|
| 砂 | 珪砂、セラマイト | 樹脂（フuran／フェノール系） | 硬化、コーティング、組み立て、注入 | 金型と中子；部品 は 型 |
| メタル | 5～25 μmのガスアトマイズ法による合金粉末 | 水性または溶剤系 | パウダー除去、バインダー除去、焼結 | 高密度金属部品、MIM級材料 |
| セラミック | アルミナ、炭化ケイ素 | セラミックタイプ | パウダー除去、バインダー除去、焼結 | 摩耗部品、窯具、構造用セラミックス |
| ポリマー／ワックス | PMMA、PMXワックス、PA12系粉末 | ポリマーまたはワックスとの相性が良い | パウダー除去、浸透、または焼き切り | 精密鋳造用鋳型；HSSクラスシステムにおけるポリマー部品 |
| 熱管理 | 純銅、銅・ダイヤモンド | 熱式 | パウダー除去、バインダー除去、焼結 | ヒートシンク、コールドプレート |
砂 最も完成度の高い用途です。 砂型や砂芯は、すでに最終製品そのものです。これらは炉ではなく、鋳造現場へと送られます。フuran系バインダーを使用し、樹脂含有量が1.8～2.5 %の場合、1.5～2.5 MPaの引張強度があれば、組み立て、コーティング、そして鋳込みを行うのに十分です。 焼結工程がないため、砂型製造のワークフローは迅速かつ低コストであり、これが3D砂型印刷が鋳造工場における生産の標準となった理由です。.
メタル 最も急速に成長している用途です。緑色の部分は、金属射出成形（MIM）と同じ工程である脱バインダー処理と焼結を経て、緻密な金属部品となります。 金属バインダージェッティングでは、MIMの原料と同じ5～25 μm範囲の粉末を使用するため、両プロセスは後工程の設備やノウハウを多く共有しています。 その強みはバインダーの充填量にあります。MIMの原料は金型内に流れ込むために40～50 %のバインダーを必要としますが、バインダージェッティングでは約15 %まで削減できるため、大型の部品を一体成形で脱バインダー・焼結することが現実的になります。.
セラミックスおよび特殊材料 この同じ原理を、アルミナ、炭化ケイ素、および純銅や銅・ダイヤモンド複合材などの熱管理材料にも適用します。「材料の柔軟性」は「あらゆるものを印刷できる」こととは異なりますので、ご注意ください。 PA12やTPUを印刷できるHSSクラスのシステムにはポリマーバインダージェット方式のものもありますが、これらは独自の粉末および後処理の経済性を備えた別のマシンファミリーです。オープン型とクローズド型の材料システムが粉末の選択にどのような意味を持つかについては、当社の 開放型と閉鎖型の材料システム 内訳。.
全工程：砂型と中子
砂型の場合、工程は簡潔です。成形と除粉の後、型や中子にフuran系またはフェノール系バインダーが完全な強度を発揮するように硬化させ、その後、表面仕上げや金属の浸透を制御するために耐火性ウォッシュを塗布し、最後に鋳造現場で組み立てて鋳込みを行います。.
どんな見出しの数値よりも重要な仕様上の注意点が2つあります。.
精度はサイズに依存する。. 中型サンドプラットフォームでは、300 mmまでの形状部における造形精度は±0.3 mm、それ以上の部分では±0.5 mmです。 大判の J4000 および J4000Pro は、500 mm までは ±0.5 mm、500 mm を超える部分については寸法の 0.1 % と規定されています。 2メートルの金型において、図面の公差がこれよりも厳しい場合は、より高精度なプリンターではなく、加工余裕を設けることが解決策となります。.
最小肉厚は工程限界値です。. フuran結合された砂は、およそ2～3 mmの厚さの壁を維持します。それより薄い場合、型は成形時には持ちこたえても、取り扱い、コーティング、または鋳込みの過程で破損する可能性があります。.
大型成形機では、一体成形金型の寸法を4,000 × 2,500 × 1,500 mmまで拡大できるため、従来の成形においてスクラップの原因となっていた継ぎ目やコアアセンブリの積み重ねが解消されます。.
パターン金型に関するコストとリードタイムの計算については、当社の サンドバインダージェッティングと従来の金型成形の比較ガイド, 、また、レーザー焼結砂との比較における精度と速度のトレードオフについては、当社の SLSと3DPの砂プリント比較ガイド.
全工程：金属部品
金属バインダージェッティングは、プロセスがより複雑になる分野であり、印刷が工程の半分に過ぎない唯一の材料群です。プリンターが未焼成の部品を製造し、炉がその部品を金属に変えるのです。印刷後のワークフローは以下の通りです：
- 除粉。. グリーン部品から余分な粉末を取り除きます。グリーン部品は結合剤のみで結合されているため、通常、理論密度が60 %を超えると脆くなるため、取り扱いには細心の注意が必要です。.
- 脱バインダー処理。. 緑色の部分を加熱して有機バインダーの大部分を揮発させると、多孔質の茶色の部分が残ります。ここで重要なのがバインダーの配合です。残留物の少ない配合であれば、残留炭素が少なくなり、焼結の挙動が予測しやすくなります。.
- 焼結。. 茶色の部分は、制御雰囲気炉で焼成されます。 金属粒子が融合し、部品の密度は理論密度の98 %以上に高まります。収縮は著しいため、設計の初期段階から形状に収縮を考慮して設計する必要があります。ステンレス鋼の収縮率はおよそ15～16 %、チタン合金は14～15 %です。 収縮は均一でその特性も十分に把握されているため、最終的な寸法は常に一定になりますが、設計の初期段階からモデルにこの収縮を考慮しておく必要があります。.
- 二次処理。. 部品は、他の金属部品と同様に、最終仕様に合わせて熱処理、機械加工、または表面仕上げを施すことができます。.
品質管理は、あらゆる粉末冶金プロセスと同様の基準に従って行われます。同一の成形ロットから採取した試験片を用いて密度を確認し、収縮を補正したCADデータと照らし合わせて重要寸法を検査し、合金ごとに認定済みの焼結レシピに従って焼結を行います。このプロセスにおける材料および工程の規格は、MIM全体で採用されているものと同じ系列のものです。詳細は以下を参照してください。 MPIF規格35 材料特性フレームワークにおいて。材料とプロセスの組み合わせが認定されれば、金型のようにデジタルファイルが摩耗することはないため、製造ロット間の寸法の一貫性は極めて高い。.
その成果は量産レベルに達しています。 バインダージェット法で製造されたチタン部品は、民生用電子機器の筐体などの実用事例において、1,000 MPaを超える引張強度を発揮しており、対応材料には一般的なエンジニアリング合金が含まれます：304および316Lステンレス、420ステンレス、17-4PH、 4140、H13工具鋼、IN625超合金、チタン（TC4）、タングステンおよび銅合金などが含まれます。バインダージェット法では粉末を溶融させる必要がないため、赤外線レーザー溶融法では処理が困難な銅やタングステンといった高反射性の金属も処理可能です。.
バインダージェッティング方式の3Dプリンターの価格はいくらですか？
チームがバインダージェッティングを検討する理由は、たいていコストにあるため、費用の内訳である「装置」と「部品」の2つを分けて考える価値がある。.
その機械。. 以下の表は、3DPTEKのサンドプラットフォームの目安となる価格帯を示したものです。これらは定価ではなく価格帯として示されているのは、ビルドエンベロープ、プリントヘッドの数、粉末の取り扱い、自動化、および後処理工程によって、価格が変動するためです。.
価格帯。. 3DPTEK社の砂バインダージェッティングプラットフォームの価格は、J1800Sの場合、工場渡し価格で約$218,000から$232,000の範囲であり、 フル装備のJ4000Proモデルでは、約$987,000から$1,060,000まで上昇します。 金属およびセラミック用バインダージェッティングシステムの価格は、構成ごとに提示されます。上記および表中の米ドル表示の金額は、1米ドル＝6.89人民元（2026年3月の連邦準備制度理事会G.5月間平均）で換算されており、為替レートの変動に応じて変動します。.
| モデル | 外形寸法（mm） | 参考価格帯（工場渡し） |
|---|---|---|
| 3DPTEK-J1800S | 1,800 × 1,000 × 700 | 150万～160万CNY（約$218,000～$232,000） |
| 3DPTEK-J1800 | 1,800 × 1,000 × 700 | 220万～240万人民元（約$319,000～$348,000） |
| 3DPTEK-J2500 | 2,500 × 1,500 × 1,000 | 400万～440万人民元（約$581,000～$639,000） |
| 3DPTEK-J4000 | 3,800 × 1,850 × 1,000 | 470万～510万CNY（約$682,000～$740,000） |
| 3DPTEK-J4000Pro | 4,000 × 2,500 × 1,500 | 680万～730万CNY（約$987,000～$1,060,000） |
| 3DPTEK-J160R, 3DPTEK-J400P, 3DPTEK-J800P | 160 × 65 × 65 ～ 800 × 500 × 400 | 構成ごとの見積額 |
これらの価格帯は、ベースラインマシンから本番環境対応マシンに至るまで、実務で見られる構成の幅を網羅しています。価格には送料、関税、設置費、消耗品は含まれておらず、輸出仕様に応じて金額が異なります。.
正確な価格は、お客様がご指定の部品によって異なります。. 製造範囲と部品構成をお送りいただければ、金型や消耗品を項目別に明細化した見積書をお送りいたします。. 構成済みの見積もりを依頼する.
その部分。. 部品あたりのコストを左右する5つの要因を、影響力の大きい順に挙げると以下の通りです。.
- ビルドボックスの稼働率。. これが他のあらゆる要素よりも優先されます。ビルド時間は、各レイヤーの充填率ではなくレイヤーの数によって決まるため、20 %まで充填されたボックスは、満杯のボックスに比べて部品1個あたりのマシン時間がおよそ5倍かかります。部品が小さく、生産量が相当ある場合は、まずこの数値をモデル化すべきです。.
- 層の高さ。. 層の高さを半分にすると、造形時間はおよそ2倍になりますが、通常、表面仕上げや細部の解像度は向上します。図面の要件を満たす範囲で、最も粗い層を選択してください。.
- 粉末および結合剤の消費量。. 金属粉末は、消耗品の中で最大の割合を占めています。それに比べて砂や結合剤は安価であるため、砂型鋳造はこの技術を用いた用途の中で最も低コストなものとなっています。.
- 除粉作業および取り扱い作業。. 複雑な内部流路から手作業で粉末を取り除くのは、熟練を要する作業です。手工具を使わずに粉末を排出できるアクセスホールがあれば、その投資はすぐに元が取れます。.
- 焼結および仕上げ（金属のみ）。. 炉内処理時間、バッチサイズ、および必要な機械加工やHIP処理の工程は、プリント費用に上乗せされます。.
交差する点。. バインダージェッティングがすべての場面で優れているわけではなく、その限界は品質の問題というよりは、生産量の問題によるものです。.
- 対比パターン金型。. サンドプリントでは、型やコアボックスが完全に不要となるため、単品生産から、型1個あたりのコストがプリントコストを下回る生産量に至るまで、コスト面で優位性を発揮します。この転換点以下では、プリント技術により、初回試作品のリードタイムも数週間から数日に短縮されます。.
- 対MIM。. この2つの技術は、粉末の処理方法と焼結工程を共有しています。MIMでは部品番号ごとに射出成形金型が必要ですが、バインダージェッティングではデジタルファイルさえあればよいので、少量から中量の生産に適しています。大量生産の場合、MIMの金型コストは数セントまで償却されるため、MIMが有利になります。.
- 対SLM。. ネスト密度が高まるにつれて、1個あたりのコストは低下する。バインダージェッティングはバッチ処理であり、SLMは単一の高付加価値部品を製造するプロセスである。.
当社の 3Dサンドプリントの費用ガイド 砂の算数を一行ずつ分解し、その メタルバインダージェッティングとSLMの比較ガイド 金属に対しても同様です。.
バインダージェッティング向けの設計
4つの設計ルールは、すべての素材群に共通しています。.
下書きは不要です。. 引き抜くためのツールがないため、垂直な壁は垂直なままになります。.
粉塵除去の計画を立てる。. 内部の空洞はすべて、余分な粉末が排出されるようにする必要があります。排粉用の穴を設けるか、部品を適切な向きに配置して、排粉時に通路から粉末が自然に排出されるようにしてください。粉末が滞留することが、部品が完璧にプリントされたにもかかわらず、洗浄ステーションで不具合が発生する最も一般的な原因です。.
収縮を考慮した設計（金属）。. 焼結の際、ステンレスは15～16 %、チタンは14～15 %収縮するため、プリントされたグリーンパーツはそれに応じて拡大されます。収縮は均一で再現性がありますが、最初からCADモデルに反映しておく必要があります。後から修正することはできません。.
最小限の機能に注意してください。. 砂は、おおよそ2～3 mmの壁厚の断面を保持します。0.03～0.2 mmの金属層は、より微細なディテールを再現できますが、焼結材料の強度限界に制約されます。造形物の細部サイズは、プリンターの解像度ではなく、使用する材料の特性に合わせて設定してください。.
パターンレス鋳造が及ぼす影響を含め、設計空間における「砂」の側面についてさらに詳しく知りたい場合は、当社の 型を使わない砂型鋳造ガイド.
バインダーシステム：そのプロセスの背後にある化学
バインダーは単なる汎用消耗品ではありません。これはプロセスの要であり、材料群ごとに異なる化学的特性が用いられます。3DPTEKでは、社内で独自のバインダー群を開発しており、5つのシリーズと20種類以上の配合があり、それぞれが特定の粉末クラスに合わせて設計されています。.
| バインダー | 種類 | 対象として設計された | 主な特性 |
|---|---|---|---|
| SS06 | 樹脂 | 砂（シリカ、セラマイト） | 高強度・高硬度、低ガス発生量（850 °Cで8～15 ml/g）、速硬化、低コスト |
| WU08 | 水性 | 金属粉末 | 低粘度、低コスト、脱バインダー・焼結残渣が少ない、環境負荷が低い |
| SU06 | 溶剤 | 金属粉末 | 高い生強度、高精度、脱バインダー・焼結残渣が少ない |
| CU02 | セラミック | アルミナ、SiC | ジェット加工が容易、グリーンボディの精度が高く、接着強度が強い |
| TM01 | サーマル | 純銅、銅・ダイヤモンド | 成形精度が高く、残渣が少ない |
金属バインダーには、SS304、SS316L、SS420、4140、M3/2、17-4PH、H13、IN625、タングステン、TC4などが指定されており、そのため1つの炉内レシピで複数の合金を処理することができます。 オープンバインダー方式とクローズドバインダー方式のどちらを選択するかは、技術的な判断であると同時にサプライチェーン上の決定でもあります。そのトレードオフについては、当社の 開放型と閉鎖型の材料システム 作品。.
バインダージェッティングとSLM：それぞれのプロセスの強み
| バインダージェッティング | SLM（レーザー溶融） | |
|---|---|---|
| バッチ処理での処理速度を向上させる | 高；地域別、1箱あたり数十パーツ | 低；ポイントごとのスキャン |
| 部品1個あたりのコスト（ロット） | 下へ | より高い |
| 材料 | 反射性金属を含む：銅、タングステン | 合金の種類は幅広いが、銅とタングステンは扱いが難しい |
| 支持構造 | 不要（パウダーサポートあり） | 張り出し部分には必須 |
| 残留応力 | ビルド中はなし | 熱応力、変形のリスク |
| 表面仕上げ | 焼結直後の状態はより粗い | より滑らかな竣工図 |
| 密度 | 焼結後の98 %以上；重要仕様についてはHIP処理が可能 | 完成時の密度がほぼ100％ |
| 部品サイズ | 主に焼結炉によって制限される | 造形可能領域による制限 |
この比較でよく見られる主張について、一点訂正しておきます。アルミニウムは、レーザー溶融において処理が困難な金属ではありません。AlSi10Mgなどの合金は、レーザー粉末床造形における主流の材料であり、日常的に処理されています。 赤外線レーザー溶融において真に扱いが難しい金属は、反射率が高く導電率も高い銅や、タングステンなどの難溶性金属です。バインダージェッティングの真の材料上の利点は、粉末をまったく溶融させる必要がないことであり、これにより反射率の問題が完全に解消される点にあります。.
実用的な指針として、工具用インサートや航空宇宙用ブラケットなど、実物と同等の密度と表面仕上げが求められる高付加価値の単品部品には、SLMが適しています。一方、1個あたりのコストと生産量が重要な要素となる、数百～数千個規模の小型部品のロット生産には、バインダージェッティングが適しています。コスト、スピード、品質に関する詳細な比較については、当社の メタルバインダージェッティングとSLMの比較ガイド.
バインダージェッティングと従来の鋳造およびMIMの比較
鋳造業者にとって重要な比較は、バインダージェッティングとSLMの比較ではなく、バインダージェッティングと型枠の比較です。この砂造形技術により、型枠や中子箱が完全に不要となり、初回試作のリードタイムが数週間から数日に短縮されるほか、新しい部品番号ごとに型枠への投資も不要になります。これは、 型を使わない砂型鋳造ガイド そして、私たちの デジタルキャスティングの概要.
金属分野において、バインダージェッティングは鋳造ではなく金属射出成形（MIM）と競合しており、両者は使用する粉末の種類や焼結工程を共有しています。 違いは金型にある。MIMでは部品1つにつき1つの射出成形金型が必要だが、バインダージェッティングに必要なのはデジタルファイルだけだ。少量から中量生産では、バインダージェッティングは金型を必要としないが、大量生産ではMIMの金型コストが数ペニー単位まで償却され、MIMが優位となる。これは品質の問題ではなく、生産量の問題である。.
バインダージェッティングをいつ使うべきか（そして使わないべきか）
次のような場合に使用してください：
- 砂型や中子を作成します。これは、社内で行う場合でも外注する場合でも、最も確立されており、ROIが最も高い用途です。.
- 中小サイズの金属部品をロット単位で必要としており、完成時の表面仕上げよりも部品単価の方が重要視されます。.
- この形状には内部流路や複雑な空洞があり、レーザー加工を行う際にはサポート構造が必要となる。.
- この材料は、銅、タングステン、セラミックスなどと同様に、レーザー加工が難しいものです。.
- 御社の生産量は低～中程度であり、この規模では射出成形金型や恒久的な金型への投資を回収することはできません。.
以下の場合は使用しないでください：
- 大量生産の、単純で、部品番号が1つだけの製品を鋳造する場合、従来の金型ではコストが数ペニー単位で償却されます。.
- 最も重要な構造仕様を満たすためには、これ以上の緻密化処理を必要としない、完全に緻密な焼結金属が必要です。SLM（選択的金属積層）またはHIP（熱圧密）工程が必要となる場合があります。.
- お客様の金属部品は、焼結炉のサイズよりも大きいです。ここでの制限要因はプリンターではなく、焼結炉の方です。.
- ご依頼の部品はポリマー製であり、その生産数量は射出成形に適しています。.
3DPTEKのバインダージェッティング製品ラインナップ
3DPTEKは、砂、金属、セラミック、熱管理材料といったあらゆる生産用材料群に対応したバインダージェッティング用ハードウェアを開発しており、さらに3DPおよびSLSの両方式によるワックスパターンの製造も行っています。.
| 行 | モデル | 造形可能領域 | 層の厚さ | スループット |
|---|---|---|---|---|
| 砂（3DPインクジェット） | J1800、J1800S、J2500、J4000、J4000Pro | 1,800 × 1,000 × 700 mm ～ 4,000 × 2,500 × 1,500 mm | 0.2～0.5 mm（J4000Proでは0.5～0.8 mm） | 130～360 L/h（J4000）；1,090～1,744 L/h（J4000Pro） |
| 金属およびセラミックス（BJ） | J160R、J400P、J800P | 160 × 65 × 65 mm ～ 800 × 500 × 400 mm | 0.03～0.2 mmの金属、0.1～0.3 mmのSiC | 3.6 L/h および 8 L/h（金属）；5.3 L/h および 12 L/h（SiC） |
| ワックスモデル（3DPおよびSLS） | 3DPワックスプリンター：LaserCore-5300（SLS） | LaserCore-5300：700 × 700 × 500 mm の円筒 | SLSワックス：機械精度 ±0.1 mm、部品上の誤差は約 ±0.2 mm | PS粉末、120メッシュ以上 |
砂型および中子（3DPインクジェット）
Jシリーズには、J1800およびJ1800S、 J2500、J4000、そしてフラッグシップモデルのJ4000Proを含み、造形領域は1,800 × 1,000 × 700 mmから最大4,000 × 2,500 × 1,500 mmまでをカバーしています。 層厚は400 dpiで0.2～0.5 mm（J4000Proでは0.5～0.8 mm）であり、層ごとの処理時間はJ1800で18～23秒、 J2500では16～20秒、J4000では36秒、J4000Proでは20.4秒です。 J4000Proは、4メートルクラスの箱1つを10.6～17時間で充填します。これは、ほとんどの量産用砂型印刷の基盤となっているラインであり、詳細は当社の 砂製3Dプリンターの購入ガイド.
金属およびセラミック部品（バインダージェッティング）
J160R、J400P、J800Pは、レーザー式ではなく、バインダージェット方式の造形機です。J160Rは、造形領域が160 × 65 × 65 mmの研究用プラットフォームです。 J400Pの造形領域は380 × 380 × 300 mm、J800Pは800 × 500 × 400 mmで、MIM関連、金型、切削工具、および3C分野での生産に対応しています。 金属層の厚さは0.03～0.2 mm、解像度は最大1,200 × 1,200 dpiで、炭化ケイ素の場合は0.1～0.3 mm、解像度は400 × 400 dpiです。 これら3製品はすべて、WU08およびSU06バインダーファミリーを採用しています。詳細は J400P そして J800P 仕様。.
ワックス原型（製法は異なるが、目的は同じ）
精密鋳造向けに、3DPTEKは2つの手法によるワックスパターンの製造サービスを提供しています。 3DPワックスプリンター、および700 × 700 × 500 mmのビルドシリンダー、550 Wまたは1,200 WのRF CO₂レーザー、 120メッシュ以上のPS粉末を使用し、装置精度は±0.1 mm、部品精度は約±0.2 mmを維持し、ワックス浸透後の曲げ強度は6 MPa以上となります。SLSはバインダージェッティングではなく、レーザー加工法です。両方の手法が同じ目的を果たすため、ここに記載しています。 3Dプリントされたワックス原型 ユースケース。.
サンドジェットおよびバインダージェット生産ラインには、以下の共通点がある AFSWin3DP-L V1.0, 3DPTEK独自の制御・スライシング・経路計画ソフトウェア（STL入力、CLIによるスライシング出力）により、砂型鋳造を基盤とする鋳造メーカーでも、CADから部品までのパイプラインを再構築することなく、金属やセラミックの製造能力を追加することができます。どの製品ラインから導入すべきかお悩みの方は、当社の 砂製3Dプリンターの購入ガイド そして、その デジタルキャスティングの概要 その戦略について解説します。.
受注生産の砂型、砂中子、および金属部品は、 金属3Dプリントサービス ページ。.
よくある質問
バインダージェッティングと3Dプリンティングの違いは何ですか？
バインダージェッティングは、3Dプリンティング技術の一つです。「3Dプリンティング」は総称であり、バインダージェッティングとは、粉末ベッド上に液体のバインダーを塗布するプロセスを指します。砂型成形、金属バインダージェッティング、セラミックバインダージェッティング、ポリマーバインダージェッティングは、すべてこの同じ技術の応用例です。.
バインダージェッティングはSLMよりも速いのでしょうか？
中小サイズの部品をまとめて製造する場合、その通りです。プリントヘッドは1回のパスで広い範囲をカバーできるのに対し、レーザーは一点ずつ走査するため、ネスト密度が高くなるほどその利点が顕著になります。ただし、単一の高付加価値部品の場合、バインダージェット方式の金属部品はその後、バインダーの除去と焼結工程が必要となるため、SLMの方がエンドツーエンドで高速になる可能性があります。.
金属バインダージェッティングでは、印刷後に焼結が必要ですか？
はい。金属バインダージェッティングでは、プリンターが粉末をバインダーで結合させるだけであるため、印刷後には必ず別途、脱バインダーと焼結の工程が必要となります。 プリントされたグリーンパーツは、そのバインダーを燃焼させるために加熱され、その後、制御雰囲気炉内で98%以上の密度になるまで焼結されます。焼結は省略できる仕上げ工程ではありません。これを行わなければ、パーツは決して金属にはなりません。.
砂バインダージェッティングは、その逆の仕組みで機能します。印刷された砂型や中子は、すでに完成品そのものです。これらは鋳造現場へ送られ、炉に入ることはありません。金属部品の場合、これには2つの結果が伴います。 部品は焼結の際に収縮します（ステンレスではおよそ15～16%、チタンでは14～15%）。そのため、印刷前にCADモデルを拡大します。また、最終的な材料特性はプリンターではなく、炉の処理条件によって決定されます。この比較における炉側の詳細については、 バインダージェッティングとSLMの比較.
バインダージェッティングでは、どのような材料を印刷できますか？
砂（鋳型および中子用のシリカおよびセラマサイト）、金属（ステンレス、チタン、工具鋼、超合金、タングステン、銅）、 セラミックス（アルミナ、SiC）、銅-ダイヤモンド複合材などの熱管理材料、およびポリマー加工対応の機械シリーズでは、PMMA、PMXワックス、PA12系ポリマー。バインダーの化学組成は、各粉末ファミリーに合わせて調整されています。.
バインダージェッティングにはサポート構造が必要ですか？
いいえ。造形中は、緩やかな粉末ベッドがオーバーハングや内部の通路を支えてくれます。これは、バインダージェット法がレーザー加工法に比べて持つ最大の利点の一つです。構造上の懸念事項としては、脱粉後の壊れやすい未焼成部品の取り扱いのみです。.
バインダージェッティングの精度はどの程度ですか？
これは、装置のクラスや造形物のサイズによって異なります。中型サンドプリンターは、300 mmまでの造形物で±0.3 mm、それ以上のサイズでは±0.5 mmの精度を維持します。大型サンドプリンターは、500 mmまでで±0.5 mm、それ以上のサイズでは0.1 %の精度が規定されています。 金属およびセラミック用装置は、0.03～0.2 mmの層厚（炭化ケイ素の場合は0.1～0.3 mm）で、最大1,200 × 1,200 dpiの解像度で印刷を行います。 その後、焼結の際に金属部品は収縮します（ステンレスでは約 15～16 %、チタンでは 14～15 %）。そのため、最終的な精度は、設計段階で適切に特徴付けられた収縮補正に依存します。.
バインダージェッティングの費用はどれくらいかかりますか？
装置については、3DPTEKのサンドプラットフォームの目安となる価格帯は、J1800Sが約150万～160万人民元から始まり、J4000Proでは約680万～730万人民元まで上昇し、 J1800は約220万～240万元、J2500は約400万～440万元、J4000は約470万～510万元となっています。金属およびセラミック用バインダージェットシステムは、構成ごとに価格が提示されます。 これらは、構成の幅を網羅した中国工場渡し価格帯であり、運賃、関税、設置費、消耗品は含まれていません。米ドル換算では、モデルや構成に応じて、およそ$218,000～$1,060,000の範囲となります。. ビルドエンベロープとパーツの組み合わせをお送りください 構成済みの見積もりについて。この部品の場合、コストの主な要因はビルドボックスの稼働率であり、次いで積層高さ、粉末およびバインダーの消費量、除粉作業の人件費、そして金属の場合は焼結および仕上げ工程が挙げられます。.
バインダージェッティングは、従来の製造方法よりもコストが安いのでしょうか？
低～中量の生産量であれば、通常はそうです。金型や射出成形用金型が不要になり、同じデジタルファイルを複数のロットにまたがって活用できるからです。一方、単一の部品番号で非常に大量に生産する場合は、償却後のコストで考えると従来の金型の方が有利になります。当社の 砂を用いた3Dプリントのコストガイド そして、その サンドバインダージェッティングと従来の金型成形との比較 そのクロスオーバーがどこにあるかを分析・測定する。.
結論
バインダージェッティングは、粉末床式積層造形技術の中で最も生産実績が豊富な技術であり、その材料群は、鋳造用の砂型や中子、量産される金属部品、セラミック部品、熱管理部品、そしてロストワックス鋳造用のワックスモデルなど、さまざまな用途を網羅しています。 1回のビルドループ（再コーティング、印刷、インデックス）で、これらすべてに対応できます。違いは、ビルド後の工程にのみあります。.
この技術は、スピード、コスト、材料の幅が重要となる場面で優位性を発揮します。サポート材が不要で、熱応力が生じず、金型も不要であり、さらにレーザー加工では効率的に処理できない金属も材料リストに含まれています。一方、製造時の密度に限りなく近い密度が求められる場合や、単一部品の価値が極めて高い場合には、その優位性は薄れます。ほとんどの鋳造所や製造工場にとって、このトレードオフの判断は容易です。 バインダージェッティングは、砂型製作において最初に検討すべきプロセスであり、少量から中量の金属部品製造において最も有力な候補です。.
砂型、金属部品、セラミック部品、あるいはワックス原型など、部品の製造にバインダージェッティングの導入を検討されている場合は、, 図面をお送りください. お客様に最適な素材カテゴリとプリンタークラスを提案し、ご契約前にプリント計画とスケジュールをご提示いたします。.
1994年に中国初の市販用産業用3Dプリンターを開発して以来、30年以上にわたり積層造形分野に携わってきました。現在、自社が運営するラピッドマニュファクチャリング拠点で500台以上の産業用3Dプリンターを稼働させ、バインダーの化学組成を自社で開発しているほか、以下の4つの積層造形プロセスを一か所にて提供しています： 3DP、BJ、SLS、SLM。当社は、販売する製品を自ら運用しています。.
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印刷成形の金型と、溶接式またはセグメント式の金型を比較検討する場合、, 砂を用いた3Dプリントと従来の砂型鋳造の比較 コストの転換点がどこにあるかを示しています。見積もりを依頼する前に、以下の 砂型および中子成形に関する購入者チェックリスト 実際に鋳造した部品と照らし合わせて、鋳造容積、バインダーシステム、およびリードタイムを確認するため。.
