Todos nós construímos castelos de areia na praia: paredes poderosas, torres majestosas, fossos cheios de tubarões.Se você for como eu, ficará surpreso com a facilidade com que uma pequena quantidade de água se une - pelo menos até seu irmão mais velho aparecer e chutá-la em uma explosão de alegria destrutiva.
O empresário Dan Gelbart também usa água para unir materiais, embora seu design seja muito mais durável do que um espetáculo de fim de semana na praia.
Como presidente e fundador da Rapidia Tech Inc., fornecedora de sistemas de impressão 3D de metal em Vancouver, British Columbia e Libertyville, Illinois, Gelbart desenvolveu um método de fabricação de peças que elimina as etapas demoradas inerentes às tecnologias concorrentes, simplificando bastante a remoção do suporte..
Também torna a junção de várias peças não mais difícil do que apenas mergulhá-las em um pouco de água e colá-las - mesmo para peças feitas com métodos de fabricação tradicionais.
Gelbart discute algumas diferenças fundamentais entre seus sistemas à base de água e aqueles que usam pós metálicos contendo 20% a 30% de cera e polímero (por volume).As impressoras 3D de metal de duas cabeças Rapidia produzem uma pasta de pó de metal, água e um aglutinante de resina em quantidades que variam de 0,3 a 0,4%.
Com isso, explica, o processo de debinding exigido pelas tecnologias concorrentes, que costuma levar vários dias, é eliminado e a peça pode ser enviada direto para o forno de sinterização.
Os outros processos estão principalmente na “indústria de moldagem por injeção (MIM) de longa data, que exige que as peças não sinterizadas contenham proporções relativamente altas de polímero para facilitar sua liberação do molde”, disse Gelbart.“No entanto, a quantidade de polímero necessária para unir peças para impressão 3D é realmente muito pequena – um décimo de por cento é suficiente na maioria dos casos.”
Então, por que beber água?Como em nosso exemplo de castelo de areia usado para fazer pasta (pasta de metal neste caso), o polímero mantém as peças unidas enquanto secam.O resultado é uma peça com consistência e dureza de giz de calçada, forte o suficiente para suportar usinagem pós-montagem, usinagem suave (embora Gelbart recomende usinagem pós-sinterização), montagem com água com outras peças inacabadas e enviada ao forno.
Eliminar o desengorduramento também permite que peças maiores e com paredes mais grossas sejam impressas porque, ao usar pós metálicos impregnados com polímero, o polímero não pode “queimar” se as paredes da peça forem muito grossas.
Gelbart disse que um fabricante de equipamentos exigia espessuras de parede de 6 mm ou menos.“Então, digamos que você esteja construindo uma peça do tamanho de um mouse de computador.Nesse caso, o interior precisaria ser oco ou talvez algum tipo de malha.Isso é ótimo para muitas aplicações, até mesmo a leveza é o objetivo.Mas se for necessária força física como um parafuso ou alguma outra peça de alta resistência, então [injeção de pó de metal] ou MIM geralmente não são adequados.”
Uma foto de manifold recém-impressa mostra os componentes internos complexos que uma impressora Rapidia pode produzir.
Gelbart aponta vários outros recursos da impressora.Cartuchos contendo pasta de metal são recarregáveis e os usuários que os devolverem à Rapidia para reabastecimento receberão pontos por qualquer material não utilizado.
Uma variedade de materiais está disponível, incluindo aço inoxidável 316 e 17-4PH, INCONEL 625, cerâmica e zircônia, bem como cobre, carboneto de tungstênio e vários outros materiais em desenvolvimento.Materiais de suporte – o ingrediente secreto em muitas impressoras de metal – são projetados para imprimir substratos que podem ser removidos ou “evaporados” manualmente, abrindo a porta para interiores que de outra forma não seriam reproduzíveis.
A Rapidia está no mercado há quatro anos e, reconhecidamente, está apenas começando.“A empresa está demorando para consertar as coisas”, disse Gelbart.
Até o momento, ele e sua equipe implantaram cinco sistemas, incluindo um no Selkirk Technology Access Center (STAC) em British Columbia.O pesquisador Jason Taylor está usando a máquina desde o final de janeiro e viu muitas vantagens sobre várias impressoras 3D STAC existentes.
Ele observou que a capacidade de “colar com água” peças brutas antes da sinterização tem um grande potencial.Ele também tem conhecimento sobre as questões associadas ao desengorduramento, incluindo o uso e descarte de produtos químicos.Embora os acordos de não divulgação impeçam Taylor de compartilhar detalhes de grande parte de seu trabalho lá, seu primeiro projeto de teste é algo que muitos de nós podemos pensar: um bastão impresso em 3D.
“Ficou perfeito”, disse ele com um sorriso.“Terminamos a face, fizemos furos para o eixo e estou usando agora.Estamos impressionados com a qualidade do trabalho realizado com o novo sistema.Como acontece com todas as peças sinterizadas, há algum encolhimento e até um pouco de desalinhamento, mas a máquina é adequada.Consistentemente, podemos compensar esses problemas no projeto.
O Additive Report enfoca o uso de tecnologias de manufatura aditiva na produção real.Atualmente, os fabricantes estão usando a impressão 3D para criar ferramentas e acessórios, e alguns até usam AM para produção de alto volume.Suas histórias serão apresentadas aqui.
Horário da postagem: 23 de agosto de 2022