Visi esame statę smėlio pilis paplūdimyje: galingas sienas, didingus bokštus, griovius, pilnus ryklių. Jei esate bent kiek panašūs į mane, nustebsite, kaip gerai laikosi nedidelis vandens kiekis – bent jau tol, kol pasirodys jūsų vyresnysis brolis ir, apimtas destruktyvaus džiaugsmo, į jį įspirs.
Verslininkas Danas Gelbartas taip pat naudoja vandenį medžiagoms suklijuoti, nors jo sukurtas dizainas yra daug patvaresnis nei savaitgalio paplūdimio spektaklis.
Kaip „Rapidia Tech Inc.“, metalo 3D spausdinimo sistemų tiekėjos Vankuveryje (Britų Kolumbijoje) ir Libertyvilyje (Ilinojuje), prezidentas ir įkūrėjas, Gelbartas sukūrė detalių gamybos metodą, kuris pašalina daug laiko reikalaujančius veiksmus, būdingus konkuruojančioms technologijoms, ir kartu labai supaprastina atramų nuėmimą.
Tai taip pat leidžia sujungti kelias dalis taip pat ne sunkiau, kaip tiesiog pamirkyti jas šiek tiek vandens ir suklijuoti – net ir detalėms, pagamintoms naudojant tradicinius gamybos metodus.
Gelbartas aptaria keletą esminių skirtumų tarp savo sukurtų vandens pagrindu sukurtų sistemų ir tų, kurios naudoja metalo miltelius, kurių sudėtyje yra 20–30 % vaško ir polimero (pagal tūrį). „Rapidia“ dvigalviai metalo 3D spausdintuvai gamina pastą iš metalo miltelių, vandens ir dervos rišiklio, kurio kiekis svyruoja nuo 0,3 iki 0,4 %.
Dėl šios priežasties, paaiškino jis, nebereikia nurišimo proceso, kurio reikalauja konkuruojančios technologijos ir kuris dažnai trunka kelias dienas, o detalę galima siųsti tiesiai į sukepinimo krosnį.
Kiti procesai daugiausia būdingi „ilgalaikėms liejimo įpurškimu (MIM) pramonės šakoms, kurioms reikalingos nesukepintos dalys, kuriose yra santykinai didelė polimero dalis, kad jas būtų lengviau išimti iš formos“, – teigė Gelbartas. „Tačiau 3D spausdinimui reikalingų dalių sujungimui reikalingas polimero kiekis iš tikrųjų yra labai mažas – daugeliu atvejų pakanka vienos dešimtosios procento dalies.“
Tad kam gerti vandenį? Kaip ir mūsų smėlio pilies pavyzdyje, naudojamame pastai (šiuo atveju metalo pastai) gaminti, polimeras laiko dalis kartu, kol jos džiūsta. Rezultatas – detalė, kurios konsistencija ir kietumas primena šaligatvio kreidą, ji pakankamai tvirta, kad atlaikytų surinkimo metu atliekamą mechaninį apdirbimą, švelnų mechaninį apdirbimą (nors „Gelbart“ rekomenduoja apdirbti po sukepinimo), surinkimą su vandeniu su kitomis neapdorotomis dalimis ir siunčiama į krosnį.
Atsisakius riebalų šalinimo, galima spausdinti didesnes, storesnių sienelių detales, nes naudojant metalo miltelius, impregnuotus polimeru, polimeras negali „išdegti“, jei detalės sienelės yra per storos.
Gelbartas teigė, kad vienas įrangos gamintojas reikalavo 6 mm ar mažesnio sienelių storio. „Tarkime, kad gaminate maždaug kompiuterio pelės dydžio detalę. Tokiu atveju vidus turėtų būti tuščiaviduris arba galbūt pagamintas iš tinklelio. Tai puikiai tinka daugeliui pritaikymų, net jei tikslas yra lengvumas. Tačiau jei reikalingas fizinis tvirtumas, pavyzdžiui, varžtui ar kitai didelio stiprumo detalei, tada [metalo miltelių įpurškimas] arba MIM paprastai netinka.“
Ką tik atspausdintoje kolektoriaus nuotraukoje matyti sudėtingos vidinės dalys, kurias gali pagaminti „Rapidia“ spausdintuvas.
Gelbartas atkreipia dėmesį į keletą kitų spausdintuvo savybių. Kasetės su metalo pasta yra daugkartinio pildymo, o vartotojai, grąžinę jas „Rapidia“ papildyti, gaus taškų už bet kokią nepanaudotą medžiagą.
Galima įsigyti įvairių medžiagų, įskaitant 316 ir 17-4PH nerūdijantį plieną, INCONEL 625, keramiką ir cirkonio oksidą, taip pat varį, volframo karbidą ir keletą kitų kuriamų medžiagų. Atraminės medžiagos – slaptas daugelio metalo spausdintuvų ingredientas – yra skirtos spausdinti ant substratų, kuriuos galima nuimti arba „išgarinti“ rankomis, atveriant duris į kitaip neatkuriamus interjerus.
„Rapidia“ veikia jau ketverius metus ir, tiesą sakant, tik pradeda veiklą. „Įmonė skiria laiko reikalams taisyti“, – teigė Gelbartas.
Iki šiol jis ir jo komanda įdiegė penkias sistemas, įskaitant vieną Selkirko technologijų prieigos centre (STAC) Britų Kolumbijoje. Tyrėjas Jasonas Tayloras naudojasi šia mašina nuo sausio pabaigos ir pastebėjo daug pranašumų, palyginti su keliais esamais STAC 3D spausdintuvais.
Jis pažymėjo, kad galimybė „suklijuoti vandeniu“ neapdorotas dalis prieš sukepinimą turi didelį potencialą. Jis taip pat išmano su riebalų šalinimu susijusius klausimus, įskaitant cheminių medžiagų naudojimą ir šalinimą. Nors konfidencialumo susitarimai neleidžia Taylorui dalytis daugelio savo darbų detalėmis, jo pirmasis bandomasis projektas yra tai, ką daugelis iš mūsų galbūt įsivaizduojame: 3D spausdinta lazdelė.
„Gavo tobulai“, – šypsodamasis pasakė jis. „Baigėme paviršių, išgręžėme skyles velenui ir dabar aš jį naudoju. Esame sužavėti darbo, atlikto naudojant naująją sistemą, kokybe. Kaip ir su visomis sukepintų dalių, yra šioks toks susitraukimas ir net šioks toks nesutapimas, bet mašina yra tinkama. Šias problemas galime nuolat kompensuoti projektuodami.“
Priedų ataskaitoje daugiausia dėmesio skiriama priedų gamybos technologijų naudojimui realioje gamyboje. Šiandien gamintojai naudoja 3D spausdinimą įrankiams ir įrangai kurti, o kai kurie netgi naudoja adityviąją gamybą didelio masto gamybai. Jų istorijos bus pateiktos čia.