EOSニッケル合金IN738: ガスタービン用途の付加製造新時代

2024年11月15日｜読了時間：5分

工業用アディティブ・マニュファクチャリング（AM）技術のグローバルリーダーとして、EOSは業界の新たな基準を打ち立てる画期的な材料で、技術革新の最前線に立ち続けることをお約束します。その一例がEOS NickelAlloy IN738です。

この高性能超合金は、ガスタービンエンジンの要求の厳しい高温・高応力用途向けに設計されている。

IN738の追加により、EOSの材料ポートフォリオは大きく前進し、ガスタービンを含む産業界の様々な用途が直面する重要な課題のいくつかに対応することになります。

超合金で積層造形の課題に挑む

IN738のような超合金は、過酷な条件に耐える材料を必要とする産業にとって、常に極めて重要な役割を果たしてきました。しかし、これらの材料を付加製造する場合、特にレーザー粉末床溶融法（LPBF）では、特有の課題がありました。歴史的に、LPBFにおける超合金は、マイクロクラックや劣悪なクリープ性能のような問題を引き起こしやすく、そのため、より広範な採用が制限されてきた。

特にマイクロクラックは、高温での粒界強化に使用される微量元素の存在により、LPBF AMでは重大な問題である。しかし、加工性を向上させるためにこれらの元素を完全に除去すると、材料の高温機能が著しく損なわれ、難しいトレードオフが生じます。

EOS NickelAlloy IN738: 性能と加工性の最適化

EOSでは、従来のIN738合金を改良した合金を開発することにより、これらの課題を克服する先駆的なアプローチをとりました。CALPHADに基づく凝固シミュレーションに支えられた広範な研究開発を通じて、加工性に対する有害な影響を最小限に抑えながら、重要な粒界強化元素を維持するように合金組成を最適化しました。

我々の改良合金は、従来のIN738と比較して、マイクロクラック傾向が大幅に減少した。これは、合金元素の組成を注意深く調整することによって達成され、緻密で亀裂のない微細構造を持つ材料をLPBFで加工することを可能にした。凝固シミュレーションは、異なる組成に関連するリスクを予測・軽減する上で重要な役割を果たし、実験段階に移行する前に合金を微調整することができました。

革新へのコミットメント

AMの可能性の限界を押し広げるというEOSのコミットメントは、EOS NickelAlloy IN738をはじめとする材料革新への継続的な投資によって強調されています。このアプリケーションは、私たちの技術革新への献身と、お客様の最も差し迫った課題を解決する最先端材料を提供することを反映しています。

今後は、さらに要求の厳しい用途に向けたIN738のさらなる最適化を探求し続けます。この材料はガスタービンに重点を置いていますが、同じような運転条件の船舶用ターボチャージャーのような他の高性能用途でもこの合金の可能性があると考えています。

EOS NickelAlloy IN738の追加により、EOSの材料ポートフォリオは、積層造形技術の進歩に対する当社の揺るぎないコミットメントを証明するものとなりました。LPBF AMにおける超合金に関連する長年の課題に取り組むことで、航空宇宙およびエネルギー産業のお客様が、より高い効率性、信頼性、革新的なオペレーションを実現できるよう支援いたします。

EOS NickelAlloy IN738の使用例や素材特性について、さらに詳しくお知りになりたい方は、こちらをご覧ください。