Svi smo gradili pješčane dvorce na plaži: moćne zidove, veličanstvene tornjeve, opkope pune morskih pasa. Ako ste imalo poput mene, bit ćete iznenađeni koliko se dobro mala količina vode drži zajedno - barem dok se ne pojavi vaš stariji brat i ne udari je u naletu destruktivne radosti.
Poduzetnik Dan Gelbart također koristi vodu za lijepljenje materijala, iako je njegov dizajn daleko izdržljiviji od vikend spektakla na plaži.
Kao predsjednik i osnivač tvrtke Rapidia Tech Inc., dobavljača sustava za 3D ispis metala u Vancouveru, Britanskoj Kolumbiji i Libertyvilleu, Illinois, Gelbart je razvio metodu proizvodnje dijelova koja eliminira dugotrajne korake svojstvene konkurentskim tehnologijama, a istovremeno uvelike pojednostavljuje uklanjanje nosača.
Također čini spajanje više dijelova jednostavnim namakanjem u malo vode i lijepljenjem - čak i za dijelove izrađene tradicionalnim metodama proizvodnje.
Gelbart raspravlja o nekim temeljnim razlikama između svojih sustava na bazi vode i onih koji koriste metalne prahove koji sadrže 20% do 30% voska i polimera (po volumenu). Rapidia 3D printeri s dvije glave za metal proizvode pastu od metalnog praha, vode i veziva od smole u količinama od 0,3 do 0,4%.
Zbog toga, objasnio je, eliminira se proces uklanjanja veziva koji zahtijevaju konkurentske tehnologije, a koji često traje nekoliko dana, a dio se može poslati izravno u peć za sinteriranje.
Ostali procesi su uglavnom u „dugogodišnjoj industriji injekcijskog prešanja (MIM) koja zahtijeva da nesinterirani dijelovi sadrže relativno visoke udjele polimera kako bi se olakšalo njihovo oslobađanje iz kalupa“, rekao je Gelbart. „Međutim, količina polimera potrebna za lijepljenje dijelova za 3D ispis zapravo je vrlo mala - u većini slučajeva dovoljna je jedna desetina postotka.“
Zašto onda piti vodu? Kao i kod našeg primjera pješčanog dvorca koji se koristi za izradu paste (u ovom slučaju metalne paste), polimer drži dijelove zajedno dok se suše. Rezultat je dio s konzistencijom i tvrdoćom krede za pločnik, dovoljno jak da izdrži naknadnu obradu, nježnu obradu (iako Gelbart preporučuje naknadnu obradu sinteriranjem), sastavljanje s vodom s drugim nedovršenim dijelovima i slanje u peć.
Uklanjanje odmašćivanja također omogućuje tisak većih dijelova s ​​debljim stijenkama jer pri korištenju metalnih prahova impregniranih polimerom, polimer ne može "izgorjeti" ako su stijenke dijela previše debele.
Gelbart je rekao da jedan proizvođač opreme zahtijeva debljinu stijenke od 6 mm ili manje. „Dakle, recimo da gradite dio veličine računalnog miša. U tom slučaju, unutrašnjost bi trebala biti ili šuplja ili možda neka vrsta mreže. To je izvrsno za mnoge primjene, čak je i lakoća cilj. Ali ako je potrebna fizička čvrstoća poput vijka ili nekog drugog dijela visoke čvrstoće, tada [ubrizgavanje metalnog praha] ili MIM obično nisu prikladni.“
Svježe ispisana fotografija razdjelnika prikazuje složene unutarnje dijelove koje Rapidia pisač može proizvesti.
Gelbart ističe nekoliko drugih značajki pisača. Patrone koje sadrže metalnu pastu mogu se ponovno puniti, a korisnici koji ih vrate Rapidiji na ponovno punjenje dobit će bodove za sav neiskorišteni materijal.
Dostupni su razni materijali, uključujući nehrđajući čelik 316 i 17-4PH, INCONEL 625, keramiku i cirkonij, kao i bakar, volframov karbid i nekoliko drugih materijala u razvoju. Potporni materijali – tajni sastojak mnogih metalnih pisača – dizajnirani su za ispis na podloge koje se mogu ručno ukloniti ili „ispariti“, otvarajući vrata inače nereproducirajućim unutarnjim površinama.
Rapidia posluje već četiri godine i, priznajem, tek je na početku. „Tvrtka polako rješava probleme“, rekao je Gelbart.
Do danas su on i njegov tim implementirali pet sustava, uključujući jedan u Selkirk Technology Access Centeru (STAC) u Britanskoj Kolumbiji. Istraživač Jason Taylor koristi stroj od kraja siječnja i uočio je mnoge prednosti u odnosu na nekoliko postojećih STAC 3D printera.
Napomenuo je da sposobnost „lijepljenja vodom“ sirovih dijelova prije sinteriranja ima veliki potencijal. Također je dobro upoznat s problemima povezanim s odmašćivanjem, uključujući upotrebu i odlaganje kemikalija. Iako ugovori o neotkrivanju podataka sprječavaju Taylora da dijeli detalje o većem dijelu svog rada tamo, njegov prvi testni projekt je nešto na što bi mnogi od nas mogli pomisliti: 3D printani štapić.
„Ispalo je savršeno“, rekao je s osmijehom. „Završili smo prednju stranu, izbušili rupe za osovinu i sada ga koristim. Impresionirani smo kvalitetom rada obavljenog s novim sustavom. Kao i kod svih sinteriranih dijelova, dolazi do određenog skupljanja, pa čak i malog neusklađenosti, ali stroj je adekvatan. Dosljedno možemo kompenzirati te probleme u dizajnu.“
Izvješće o aditivnoj proizvodnji usredotočuje se na upotrebu tehnologija aditivne proizvodnje u stvarnoj proizvodnji. Proizvođači danas koriste 3D ispis za izradu alata i pribora, a neki čak koriste i aditivnu proizvodnju za proizvodnju velikih količina. Njihove priče bit će ovdje predstavljene.