We hebben allemaal zandkastelen gebouwd op het strand: machtige muren, majestueuze torens, slotgrachten vol haaien.Als je op mij lijkt, zul je verbaasd zijn hoe goed een kleine hoeveelheid water aan elkaar blijft plakken - tenminste totdat je grote broer opduikt en er in een uitbarsting van destructieve vreugde tegenaan schopt.
Ondernemer Dan Gelbart gebruikt ook water om materialen te verlijmen, hoewel zijn ontwerp veel duurzamer is dan een strandspektakel in het weekend.
Als president en oprichter van Rapidia Tech Inc., een leverancier van metalen 3D-printsystemen in Vancouver, British Columbia, en Libertyville, Illinois, heeft Gelbart een methode voor het vervaardigen van onderdelen ontwikkeld die de tijdrovende stappen die inherent zijn aan concurrerende technologieën elimineert, terwijl het verwijderen van ondersteuning aanzienlijk wordt vereenvoudigd..
Het maakt het verbinden van meerdere onderdelen ook niet moeilijker dan ze gewoon in een beetje water te weken en aan elkaar te lijmen - zelfs voor onderdelen die met traditionele productiemethoden zijn gemaakt.
Gelbart bespreekt enkele fundamentele verschillen tussen zijn systemen op waterbasis en systemen die metaalpoeders gebruiken die 20% tot 30% was en polymeer (per volume) bevatten.Rapidia tweekoppige metaal 3D-printers produceren een pasta van metaalpoeder, water en een harsbindmiddel in hoeveelheden variërend van 0,3 tot 0,4%.
Hierdoor, legde hij uit, wordt het debindingsproces dat vereist is door concurrerende technologieën, dat vaak meerdere dagen duurt, geëlimineerd en kan het onderdeel rechtstreeks naar de sinteroven worden gestuurd.
De andere processen vinden meestal plaats in de "oude spuitgietindustrie (MIM) die vereist dat ongesinterde ongesinterde onderdelen relatief grote hoeveelheden polymeer bevatten om ze gemakkelijker uit de mal te laten komen", zei Gelbart."De hoeveelheid polymeer die nodig is om onderdelen voor 3D-printen aan elkaar te hechten, is echter erg klein - in de meeste gevallen is een tiende van een procent voldoende."
Dus waarom water drinken?Net als bij ons voorbeeld van een zandkasteel dat werd gebruikt om pasta te maken (in dit geval metaalpasta), houdt het polymeer de stukken bij elkaar terwijl ze drogen.Het resultaat is een onderdeel met de consistentie en hardheid van stoepkrijt, sterk genoeg om bestand te zijn tegen machinale bewerking na montage, zachte bewerking (hoewel Gelbart machinale bewerking na sinter aanbeveelt), montage met water met andere onafgewerkte onderdelen en naar de oven gestuurd.
Door het elimineren van ontvetten kunnen ook grotere, dikkerwandige onderdelen worden bedrukt, omdat bij gebruik van metaalpoeders geïmpregneerd met polymeer, het polymeer niet kan "doorbranden" als de onderdeelwanden te dik zijn.
Gelbart zei dat een fabrikant van apparatuur een wanddikte van 6 mm of minder nodig had.'Dus stel dat je een onderdeel bouwt ter grootte van een computermuis.In dat geval zou het interieur hol moeten zijn of misschien een soort gaas.Dit is geweldig voor veel toepassingen, zelfs lichtheid is het doel.Maar als fysieke kracht vereist is, zoals een bout of een ander sterk onderdeel, dan zijn [metaalpoederinjectie] of MIM meestal niet geschikt.
Een vers geprinte veelvoudige foto toont de complexe interne onderdelen die een Rapidia-printer kan produceren.
Gelbart wijst op verschillende andere functies van de printer.Cartridges met metaalpasta zijn navulbaar en gebruikers die ze terugsturen naar Rapidia om opnieuw te vullen, ontvangen punten voor ongebruikt materiaal.
Er is een verscheidenheid aan materialen beschikbaar, waaronder 316 en 17-4PH roestvrij staal, INCONEL 625, keramiek en zirkonia, evenals koper, wolfraamcarbide en verschillende andere materialen in ontwikkeling.Ondersteunende materialen - het geheime ingrediënt in veel metaalprinters - zijn ontworpen om substraten te printen die met de hand kunnen worden verwijderd of "verdampt", waardoor de deur wordt geopend naar anders onreproduceerbare interieurs.
Rapidia bestaat al vier jaar en is, toegegeven, nog maar net begonnen."Het bedrijf neemt de tijd om dingen op te lossen", zei Gelbart.
Tot op heden hebben hij en zijn team vijf systemen geïmplementeerd, waaronder één in het Selkirk Technology Access Centre (STAC) in British Columbia.Onderzoeker Jason Taylor gebruikt de machine sinds eind januari en ziet veel voordelen ten opzichte van verschillende bestaande STAC 3D-printers.
Hij merkte op dat het vermogen om onbewerkte onderdelen "aan elkaar te lijmen met water" voordat ze worden gesinterd, een groot potentieel heeft.Hij is ook goed op de hoogte van de problemen die gepaard gaan met ontvetten, inclusief het gebruik en de verwijdering van chemicaliën.Terwijl geheimhoudingsovereenkomsten voorkomen dat Taylor details van veel van zijn werk daar deelt, is zijn eerste testproject iets waar velen van ons misschien aan denken: een 3D-geprinte stick.
"Het is perfect gelukt", zei hij met een glimlach.“We hebben het gezicht afgemaakt, gaten voor de schacht geboord en ik gebruik het nu.We zijn onder de indruk van de kwaliteit van het werk dat met het nieuwe systeem is gedaan.Zoals met alle gesinterde onderdelen, is er wat krimp en zelfs een beetje verkeerde uitlijning, maar de machine voldoet.Consequent kunnen we deze problemen compenseren in het ontwerp.
Het Additive Report richt zich op het gebruik van additive manufacturing-technologieën in echte productie.Fabrikanten gebruiken tegenwoordig 3D-printen om gereedschappen en armaturen te maken, en sommige gebruiken zelfs AM voor productie van grote volumes.Hun verhalen zullen hier te zien zijn.
Posttijd: 23 aug. 2022