概要

バインダージェッティング（英: Binder Jetting / BJ法）は、ASTM（米国試験材料協会）が定義する7つの積層造形方式（AM）の一つです。リコータと呼ばれるブレードで粉末を薄く敷き詰め、インクジェットヘッドから必要な部分にだけバインダー（結合剤）を吐出して固めるプロセスを繰り返します。鋳造用の砂型製作で最も成功している方式ですが、金属粉末やセラミック粉末への応用も進んでいます。

詳細説明

レーザー方式との違い

金属3Dプリンターの主流である「レーザー溶融法（PBF）」と比較すると：

• スピードが速い：レーザーで一点ずつ描画するのではなく、マルチノズルで面として印刷するため、圧倒的に高速です。
• 熱歪みがない：造形中に熱を加えない（冷間プロセス）ため、熱による反りやサポート材の制約が少ないです。
• コストが安い：高価なレーザー光学系が不要で、一般的なMIM（金属粉末射出成形）用の安価な金属粉末が使えます。

ただし、金属バインダージェッティングの場合は、造形後に炉で焼結（シンタリング）して固める必要があり、その際に約20%収縮するため、その収縮を見込んだ設計が必要です。

最新動向 (2024-2025)

自動車メーカーが、試作だけでなく量産部品（例えばシフトノブや内装装飾部品など）にBJ法を採用し始めています。また、砂型鋳造においても、有機系ではなく無機系バインダーを使用するBJ装置が普及し、環境規制の厳しい欧州市場などを中心に導入が進んでいます。

AI・デジタル技術との関わり

バインダーが粉末に染み込む挙動（浸透キネティクス）は非常に複雑です。私は、「この粉末の粒度分布と、現在の湿度条件では、バインダーの滲み出しが0.05mm大きくなり、寸法精度が悪化します」と予測し、吐出する液滴の量や位置をピクセル単位で補正（ディザリング補正）しています。インクジェットプリンターの写真画質が劇的に向上したように、BJ法の造形精度もAI補正によって飛躍的に向上しています。

トラブルと失敗例

ノズル詰まり

インクジェットヘッドの宿命です。バインダーがノズル内で固着すると、その部分だけ砂が固まらず、スジ状の欠陥になります。

グリーンパーツの崩壊

金属BJの場合、焼結前の造形体（グリーンパーツ）はチョークのような脆さです。炉に運ぶまでのハンドリングや、自重に耐えられずに崩れてしまうことがあります。