Мы все строили на пляже замки из песка: могучие стены, величественные башни, рвы, полные акул.Если вы чем-то похожи на меня, вы будете удивлены, насколько хорошо небольшое количество воды слипается — по крайней мере, до тех пор, пока не появится ваш старший брат и не пнет ее в порыве разрушительной радости.
Предприниматель Дэн Гелбарт также использует воду для склеивания материалов, хотя его конструкция намного прочнее, чем зрелище на пляже выходного дня.
В качестве президента и основателя Rapidia Tech Inc., поставщика систем 3D-печати металлом в Ванкувере, Британская Колумбия, и Либертивилле, Иллинойс, Гелбарт разработал метод изготовления деталей, который устраняет трудоемкие этапы, присущие конкурирующим технологиям, и значительно упрощает удаление опор..
Это также делает соединение нескольких деталей не более сложным, чем просто замачивание их в небольшом количестве воды и склеивание вместе — даже для деталей, изготовленных с использованием традиционных методов производства.
Гелбарт обсуждает некоторые фундаментальные различия между его системами на водной основе и системами, использующими металлические порошки, содержащие от 20% до 30% воска и полимера (по объему).Двухголовочные металлические 3D-принтеры Rapidia производят пасту из металлического порошка, воды и смоляного связующего в количестве от 0,3 до 0,4%.
Благодаря этому, пояснил он, процесс удаления связующего, необходимый для конкурирующих технологий, который часто занимает несколько дней, исключается, и деталь может быть отправлена прямо в печь для спекания.
Другие процессы в основном относятся к «давней индустрии литья под давлением (MIM), которая требует, чтобы неспеченные неспеченные детали содержали относительно высокие доли полимера для облегчения их извлечения из формы», — сказал Гелбарт.«Однако количество полимера, необходимого для склеивания деталей для 3D-печати, на самом деле очень мало — в большинстве случаев достаточно одной десятой процента».
Так зачем пить воду?Как и в нашем примере с замком из песка, используемым для изготовления пасты (в данном случае металлической пасты), полимер удерживает части вместе, когда они высыхают.В результате получается деталь с консистенцией и твердостью тротуарного мела, достаточно прочная, чтобы выдерживать обработку после сборки, щадящую обработку (хотя Гелбарт рекомендует обработку после спекания), сборку водой с другими незавершенными деталями и отправку в печь.
Отсутствие обезжиривания также позволяет печатать более крупные и толстостенные детали, поскольку при использовании металлических порошков, пропитанных полимером, полимер не может «выгореть», если стенки детали слишком толстые.
Гелбарт сказал, что одному производителю оборудования требовалась толщина стенок 6 мм или меньше.«Итак, допустим, вы строите деталь размером с компьютерную мышь.В этом случае внутренняя часть должна быть либо полой, либо какой-то сеткой.Это отлично подходит для многих приложений, даже легкость является целью.Но если требуется физическая прочность, например, болт или какая-либо другая высокопрочная деталь, то [впрыск металлического порошка] или MIM обычно не подходят».
Свежеотпечатанная фотография коллектора показывает сложные внутренние устройства, которые может производить принтер Rapidia.
Гелбарт указывает на несколько других особенностей принтера.Картриджи, содержащие металлическую пасту, подлежат повторной заправке, и пользователи, возвращающие их в Rapidia для повторной заправки, получат баллы за любой неиспользованный материал.
Доступны различные материалы, в том числе нержавеющая сталь 316 и 17-4PH, INCONEL 625, керамика и диоксид циркония, а также медь, карбид вольфрама и несколько других материалов, находящихся в разработке.Вспомогательные материалы — секретный ингредиент многих металлических принтеров — предназначены для печати на носителях, которые можно удалить или «испарить» вручную, открывая дверь в невоспроизводимые интерьеры.
Rapidia работает уже четыре года и, по общему признанию, только начинает.«Компания не торопится, чтобы все исправить», — сказал Гелбарт.
На сегодняшний день он и его команда развернули пять систем, в том числе одну в Центре доступа к технологиям Selkirk (STAC) в Британской Колумбии.Исследователь Джейсон Тейлор использует эту машину с конца января и заметил множество преимуществ по сравнению с несколькими существующими 3D-принтерами STAC.
Он отметил, что возможность «склеивания водой» заготовок перед спеканием имеет большой потенциал.Он также хорошо разбирается в вопросах, связанных с обезжириванием, включая использование и утилизацию химикатов.Хотя соглашения о неразглашении не позволяют Тейлору делиться подробностями большей части своей работы там, его первый тестовый проект — это то, о чем многие из нас могут подумать: 3D-печатная палочка.
«Получилось идеально», — сказал он с улыбкой.«Мы закончили забой, просверлили отверстия для вала, и я использую его сейчас.Мы впечатлены качеством работы, выполненной с новой системой.Как и во всех спеченных деталях, есть некоторая усадка и даже небольшая несоосность, но машина подходит.Соответственно, мы можем компенсировать эти проблемы в дизайне.
Отчет по аддитивным технологиям посвящен использованию технологий аддитивного производства в реальном производстве.Сегодня производители используют 3D-печать для создания инструментов и приспособлений, а некоторые даже используют AM для крупносерийного производства.Их истории будут здесь.
Время публикации: 23 августа 2022 г.