粉末床溶融

このプロセスは、薄く敷かれた粉末床を局所的かつ選択的に溶融させることに基づいています。エネルギーの供給は、通常、レーザービームまたは電子ビームによって行われます。部材となる領域のみが固化され、周囲の粉末は未固化のまま残り、支持材として機能します。

固化後、新たな粉末層が塗布されます。このサイクルは、3次元部材が完全に構築されるまで繰り返されます。形状は、デジタル3Dモデル（層ごとに分割されたCADデータ）から直接生成されます。

粉末床溶融法は、主に金属やプラスチックの製造に用いられます。代表的な金属材料としては、アルミニウム、鋼、チタン、ニッケル基合金があり、プラスチックではポリアミドがよく使用されます。

品質の重要な要素は、粉末床そのものです。粒子径、粒子形状、粒子径分布、流動性が層の品質を決定します。均一に分散した、均質な粉末ベッドがあって初めて、再現性のある部品特性が得られます。

また、造形空間内の酸素濃度も決定的な要素です。金属粉末は高温下で酸素と非常に速く反応します。そのため、粉末ベッド溶融は通常、保護ガス雰囲気下または不活性化されたプロセスチャンバー内で行われます。

部品の密度と強度は、局所的なエネルギー入射に大きく依存します。これを簡略化した指標として、体積エネルギー密度

E_v = P/(v⋅h⋅t)

粉末ベッド溶融法では、粉末の調製に高い要件が課されます。粉末は、乾燥しており、均質で、流動性が高く、再現性のあるものでなければならない。経年劣化、凝集、酸化は、プロセスの安定性と部品の品質を低下させる。

したがって、粉末の調製、湿潤、乾燥、および不活性化は、粉末ベッド溶融と密接に関連している。これらは、達成可能な部品の品質とプロセスの経済性に直接影響を与える。