Мы ўсе будавалі пясчаныя замкі на пляжы: магутныя сцены, велічныя вежы, равы, поўныя акул. Калі вы падобныя на мяне, вы будзеце здзіўлены, наколькі добра трымаецца невялікая колькасць вады — прынамсі, пакуль не з'явіцца ваш старэйшы брат і не ўдарыць яе ў парыве разбуральнай радасці.
Прадпрымальнік Дэн Гелбарт таксама выкарыстоўвае ваду для злучэння матэрыялаў, хоць яго дызайн значна больш трывалы, чым пляжнае відовішча на выходных.
Будучы прэзідэнтам і заснавальнікам Rapidia Tech Inc., пастаўшчыка сістэм 3D-друку металам у Ванкуверы, Брытанская Калумбія, і Ліберцівіле, штат Ілінойс, Гелбарт распрацаваў метад вырабу дэталяў, які выключае працаёмкія этапы, уласцівыя канкуруючым тэхналогіям, і значна спрашчае выдаленне апоры.
Гэта таксама робіць злучэнне некалькіх дэталяў не больш складаным, чым проста замочванне іх у невялікай колькасці вады і склейванне — нават для дэталяў, вырабленых традыцыйнымі метадамі вытворчасці.
Гелбарт абмяркоўвае некаторыя фундаментальныя адрозненні паміж сваімі сістэмамі на воднай аснове і сістэмамі, якія выкарыстоўваюць металічныя парашкі, якія змяшчаюць ад 20% да 30% воску і палімера (па аб'ёме). Двухгалоўныя металічныя 3D-прынтары Rapidia вырабляюць пасту з металічнага парашка, вады і злучнай смалы ў колькасцях ад 0,3 да 0,4%.
Дзякуючы гэтаму, растлумачыў ён, працэс выдалення звязальнай рэчывы, які патрабуецца канкуруючымі тэхналогіямі і часта займае некалькі дзён, выключаецца, і дэталь можна адпраўляць непасрэдна ў печ для спякання.
Іншыя працэсы ў асноўным адносяцца да «даўно існуючай індустрыі ліцця пад ціскам (MIM), якая патрабуе, каб неспечаныя неспечаныя дэталі ўтрымлівалі адносна высокую долю палімера для палягчэння іх вызвалення ад формы», — сказаў Гелбарт. «Аднак колькасць палімера, неабходнага для злучэння дэталяў для 3D-друку, насамрэч вельмі малая — у большасці выпадкаў дастаткова адной дзясятай працэнта».
Дык чаму ж піць ваду? Як і ў нашым прыкладзе з пясчаным замкам, які выкарыстоўваецца для вырабу пасты (у дадзеным выпадку металічнай пасты), палімер утрымлівае дэталі разам падчас высыхання. У выніку атрымліваецца дэталь з кансістэнцыяй і цвёрдасцю тратуарнай крэйды, дастаткова трывалая, каб вытрымаць паслязборную апрацоўку, акуратную апрацоўку (хаця Гельбарт рэкамендуе пасляспяканне), зборку з вадой з іншымі неапрацаванымі дэталямі і адпраўку ў печ.
Адмова ад абястлушчвання таксама дазваляе друкаваць больш буйныя дэталі з больш тоўстымі сценкамі, бо пры выкарыстанні металічных парашкоў, прасякнутых палімерам, палімер не можа «выгарэць», калі сценкі дэталі занадта тоўстыя.
Гелбарт сказаў, што адзін вытворца абсталявання патрабаваў таўшчыню сценак 6 мм або менш. «Дапусцім, вы будуеце дэталь памерам з камп'ютэрную мыш. У гэтым выпадку ўнутраная частка павінна быць альбо полай, альбо, магчыма, нейкай сеткаватай. Гэта выдатна падыходзіць для многіх ужыванняў, нават лёгкасць з'яўляецца мэтай. Але калі патрабуецца фізічная трываласць, напрыклад, для ніта або нейкай іншай высокатрывалай дэталі, то [ліццё металічнага парашка] або MIM звычайна не падыходзяць».
Свежанадрукаванае фота калектара паказвае складаныя ўнутраныя механізмы, якія можа вырабляць прынтар Rapidia.
Гелбарт адзначае некалькі іншых асаблівасцей прынтара. Картрыджы, якія змяшчаюць металічную пасту, можна шматразова запраўляць, і карыстальнікі, якія вяртаюць іх у Rapidia для запраўкі, атрымаюць балы за любы нявыкарыстаны матэрыял.
Даступныя розныя матэрыялы, у тым ліку нержавеючая сталь 316 і 17-4PH, INCONEL 625, кераміка і цырконій, а таксама медзь, карбід вальфраму і шэраг іншых матэрыялаў, якія знаходзяцца ў распрацоўцы. Дапаможныя матэрыялы — сакрэтны інгрэдыент многіх металічных прынтараў — прызначаны для друку на падкладках, якія можна выдаліць або «выпараць» уручную, што адкрывае дзверы для неўзнаўляльных унутраных паверхняў.
«Rapidia» працуе ўжо чатыры гады і, трэба прызнаць, толькі пачынае. «Кампанія не спяшаецца, каб выправіць сітуацыю», — сказаў Гелбарт.
На сённяшні дзень ён і яго каманда разгарнулі пяць сістэм, у тым ліку адну ў Цэнтры доступу да тэхналогій Селкирка (STAC) у Брытанскай Калумбіі. Даследчык Джэйсан Тэйлар выкарыстоўвае машыну з канца студзеня і ўбачыў шмат пераваг у параўнанні з некалькімі існуючымі 3D-прынтарамі STAC.
Ён адзначыў, што здольнасць «склейваць вадой» неапрацаваныя дэталі перад спяканнем мае вялікі патэнцыял. Ён таксама добра ведае праблемы, звязаныя з абястлушчваннем, у тым ліку выкарыстанне і ўтылізацыю хімікатаў. Хоць пагадненні аб неразгалошванні не дазваляюць Тэйлару дзяліцца падрабязнасцямі значнай часткі сваёй працы там, яго першы тэставы праект — гэта тое, пра што многія з нас могуць падумаць: 3D-друкаваная палачка.
«Атрымалася ідэальна», — сказаў ён з усмешкай. «Мы скончылі твар, прасвідравалі адтуліны для вала, і цяпер я карыстаюся ім. Мы ўражаны якасцю працы, выкананай з дапамогай новай сістэмы. Як і ва ўсіх спечаных дэталях, ёсць некаторая ўсаджванне і нават невялікае няправільнае сумяшчэнне, але станок адэкватны. Паслядоўна мы можам кампенсаваць гэтыя праблемы ў канструкцыі».
У справаздачы «Адытыўная вытворчасць» разглядаецца выкарыстанне тэхналогій адытыўнай вытворчасці ў рэальнай вытворчасці. Сёння вытворцы выкарыстоўваюць 3D-друк для стварэння інструментаў і прыстасаванняў, а некаторыя нават выкарыстоўваюць адытыўнае вытворчасць для масавай вытворчасці. Іх гісторыі будуць прадстаўлены тут.