Vsi smo že kdaj zgradili peščene gradove na plaži: mogočne zidove, veličastne stolpe, jarke, polne morskih psov. Če ste kaj podobni meni, boste presenečeni, kako dobro se majhna količina vode drži skupaj – vsaj dokler se ne pojavi vaš starejši brat in jo brcne v izbruhu uničujočega veselja.
Podjetnik Dan Gelbart uporablja vodo tudi za lepljenje materialov, čeprav je njegova zasnova veliko bolj trpežna kot vikend spektakel na plaži.
Kot predsednik in ustanovitelj podjetja Rapidia Tech Inc., dobavitelja sistemov za 3D-tiskanje kovin v Vancouvru v Britanski Kolumbiji in Libertyvillu v Illinoisu, je Gelbart razvil metodo izdelave delov, ki odpravlja zamudne korake, značilne za konkurenčne tehnologije, hkrati pa močno poenostavlja odstranitev podpore.
Prav tako omogoča, da se več delov ne oteži več kot le namakanje v malo vode in lepljenje skupaj – tudi pri delih, izdelanih s tradicionalnimi proizvodnimi metodami.
Gelbart razpravlja o nekaterih temeljnih razlikah med svojimi sistemi na vodni osnovi in ​​tistimi, ki uporabljajo kovinske prahove, ki vsebujejo od 20 % do 30 % voska in polimera (po prostornini). Dvoglavi kovinski 3D-tiskalniki Rapidia proizvajajo pasto iz kovinskega prahu, vode in veziva iz smole v količinah od 0,3 do 0,4 %.
Zaradi tega, je pojasnil, se postopek odstranjevanja veziva, ki ga zahtevajo konkurenčne tehnologije in pogosto traja več dni, odpravi, del pa se lahko pošlje neposredno v peč za sintranje.
Drugi postopki so večinoma v »dolgoletni industriji brizganja plastike (MIM), ki zahteva, da nesintrani nesintrani deli vsebujejo relativno visoke deleže polimera, da se olajša njihovo sproščanje iz kalupa,« je dejal Gelbart. »Vendar pa je količina polimera, potrebna za lepljenje delov za 3D-tiskanje, pravzaprav zelo majhna – v večini primerov zadostuje ena desetinka odstotka.«
Zakaj torej piti vodo? Kot pri našem primeru peščenega gradu, ki se uporablja za izdelavo paste (v tem primeru kovinske paste), polimer drži kose skupaj med sušenjem. Rezultat je del s konsistenco in trdoto pločnika, ki je dovolj močan, da prenese strojno obdelavo po sestavljanju, nežno strojno obdelavo (čeprav Gelbart priporoča strojno obdelavo po sintranju), sestavljanje z vodo z drugimi nedokončanimi deli in pošiljanje v peč.
Odprava razmaščevanja omogoča tudi tiskanje večjih, debelejšestenskih delov, saj pri uporabi kovinskih prahov, impregniranih s polimerom, polimer ne more "izgoreti", če so stene dela predebele.
Gelbart je povedal, da je en proizvajalec opreme zahteval debelino sten 6 mm ali manj. »Recimo, da gradite del velikosti računalniške miške. V tem primeru bi morala biti notranjost bodisi votla bodisi morda nekakšna mreža. To je odlično za številne aplikacije, cilj je celo lahkotnost. Če pa je potrebna fizična trdnost, kot je vijak ali kakšen drug visoko trdnostni del, potem [brizganje kovinskega prahu] ali MIM običajno nista primerna.«
Sveže natisnjena fotografija razdelilnika prikazuje kompleksne notranje dele, ki jih lahko izdela tiskalnik Rapidia.
Gelbart poudarja še nekaj drugih lastnosti tiskalnika. Kartuše, ki vsebujejo kovinsko pasto, so ponovno napolnive, uporabniki, ki jih vrnejo podjetju Rapidia za ponovno polnjenje, pa bodo prejeli točke za neuporabljen material.
Na voljo so različni materiali, vključno z nerjavnim jeklom 316 in 17-4PH, INCONEL 625, keramiko in cirkonijem, pa tudi bakrom, volframovim karbidom in številnimi drugimi materiali v razvoju. Podporni materiali – skrivna sestavina v mnogih kovinskih tiskalnikih – so zasnovani za tiskanje substratov, ki jih je mogoče ročno odstraniti ali »izhlapeti«, kar odpira vrata sicer neponovljivim notranjostim.
Rapidia posluje že štiri leta in je, priznam, šele na začetku. »Podjetje si vzame čas, da stvari popravi,« je dejal Gelbart.
Do danes sta s svojo ekipo namestila pet sistemov, vključno z enim v Selkirk Technology Access Center (STAC) v Britanski Kolumbiji. Raziskovalec Jason Taylor uporablja stroj od konca januarja in je opazil številne prednosti pred več obstoječimi 3D-tiskalniki STAC.
Opozoril je, da ima sposobnost »lepljenja surovih delov z vodo« pred sintranjem velik potencial. Dobro pozna tudi vprašanja, povezana z razmaščevanjem, vključno z uporabo in odstranjevanjem kemikalij. Čeprav sporazumi o nerazkritju Taylorju preprečujejo, da bi delil podrobnosti o večjem delu svojega dela tam, je njegov prvi testni projekt nekaj, na kar bi mnogi izmed nas morda pomislili: 3D-natisnjena palica.
»Izkazalo se je popolno,« je rekel z nasmehom. »Končali smo površino, izvrtali luknje za gred in zdaj ga uporabljam. Navdušeni smo nad kakovostjo dela, opravljenega z novim sistemom. Kot pri vseh sintranih delih pride do nekaj krčenja in celo do nekaj neporavnanosti, vendar je stroj ustrezen. Te težave lahko dosledno kompenziramo pri zasnovi.«
Poročilo o aditivnih izdelkih se osredotoča na uporabo tehnologij aditivne proizvodnje v resnični proizvodnji. Proizvajalci danes uporabljajo 3D-tiskanje za izdelavo orodij in vpenjalnih naprav, nekateri pa celo uporabljajo aditivno proizvodnjo za velikoserijsko proizvodnjo. Njihove zgodbe bodo predstavljene tukaj.