Vi har alla byggt sandslott på stranden: mäktiga murar, majestätiska torn, vallgravar fulla av hajar.Om du är något som jag kommer du att bli förvånad över hur väl en liten mängd vatten håller ihop – åtminstone tills din storebror dyker upp och sparkar den i en explosion av destruktiv glädje.
Entreprenören Dan Gelbart använder också vatten för att binda material, även om hans design är mycket mer hållbar än ett strandspektakel på helgen.
Som president och grundare av Rapidia Tech Inc., en leverantör av metall 3D-utskriftssystem i Vancouver, British Columbia, och Libertyville, Illinois, har Gelbart utvecklat en deltillverkningsmetod som eliminerar de tidskrävande stegen som är inneboende i konkurrerande teknologier samtidigt som det avsevärt förenklar borttagning av stöd..
Det gör också att sammanfoga flera delar inte svårare än att bara blötlägga dem i lite vatten och limma ihop dem – även för delar gjorda med traditionella tillverkningsmetoder.
Gelbart diskuterar några grundläggande skillnader mellan hans vattenbaserade system och de som använder metallpulver som innehåller 20% till 30% vax och polymer (i volym).Rapidia dubbelhåriga 3D-skrivare av metall producerar en pasta av metallpulver, vatten och ett hartsbindemedel i mängder från 0,3 till 0,4 %.
På grund av detta, förklarade han, elimineras den avbindning som krävs av konkurrerande teknologier, som ofta tar flera dagar, och delen kan skickas direkt till sintringsugnen.
De andra processerna är mestadels i "långvarig formsprutningsindustri (MIM) som kräver att osintrade osintrade delar innehåller relativt höga andelar polymer för att underlätta deras frigöring från formen," sa Gelbart."Men mängden polymer som behövs för att binda delar för 3D-utskrift är faktiskt mycket liten - en tiondels procent är tillräckligt i de flesta fall."
Så varför dricka vatten?Som med vårt exempel på sandslott som används för att göra pasta (metallpasta i det här fallet), håller polymeren ihop bitarna när de torkar.Resultatet är en del med samma konsistens och hårdhet som trottoarkrita, stark nog att tåla bearbetning efter montering, skonsam bearbetning (även om Gelbart rekommenderar eftersintringsbearbetning), montering med vatten med andra ofullbordade delar och skickas till ugnen.
Genom att eliminera avfettning kan även större delar med tjockare väggar skrivas ut eftersom när man använder metallpulver impregnerade med polymer kan polymeren inte "brännas ut" om delväggarna är för tjocka.
Gelbart sa att en utrustningstillverkare krävde väggtjocklekar på 6 mm eller mindre."Så låt oss säga att du bygger en del ungefär lika stor som en datormus.I så fall skulle interiören behöva vara antingen ihålig eller kanske någon form av mesh.Detta är bra för många applikationer, även lätthet är målet.Men om fysisk styrka krävs som en bult eller någon annan höghållfast del, är [metallpulverinjektion] eller MIM vanligtvis inte lämpliga."
Ett nyskrivet grenrörsfoto visar de komplexa interna delar som en Rapidia-skrivare kan producera.
Gelbart påpekar flera andra funktioner hos skrivaren.Patroner som innehåller metallpasta är påfyllningsbara och användare som returnerar dem till Rapidia för påfyllning får poäng för allt oanvänt material.
En mängd olika material finns tillgängliga, inklusive 316 och 17-4PH rostfritt stål, INCONEL 625, keramik och zirkoniumoxid, samt koppar, volframkarbid och flera andra material under utveckling.Stödmaterial – den hemliga ingrediensen i många metallskrivare – är designade för att skriva ut substrat som kan tas bort eller "avdunsta" för hand, vilket öppnar dörren till annars oreproducerbara interiörer.
Rapidia har funnits i fyra år och har visserligen precis börjat."Företaget tar sin tid att fixa saker," sa Gelbart.
Hittills har han och hans team implementerat fem system, inklusive ett vid Selkirk Technology Access Center (STAC) i British Columbia.Forskaren Jason Taylor har använt maskinen sedan slutet av januari och har sett många fördelar jämfört med flera befintliga STAC 3D-skrivare.
Han noterade att förmågan att "limma ihop med vatten" rådelar före sintring har stor potential.Han är också kunnig om frågorna i samband med avfettning, inklusive användning och kassering av kemikalier.Medan sekretessavtal hindrar Taylor från att dela detaljer om mycket av sitt arbete där, är hans första testprojekt något som många av oss kanske tänker på: en 3D-tryckt sticka.
"Det blev perfekt", sa han med ett leende."Vi gjorde färdigt ansiktet, borrade hål för skaftet och jag använder det nu.Vi är imponerade över kvaliteten på arbetet med det nya systemet.Som med alla sintrade delar finns det en viss krympning och till och med lite feljustering, men maskinen är tillräcklig.Konsekvent kan vi kompensera för dessa problem i designen.
Additivrapporten fokuserar på användningen av additiv tillverkningsteknik i verklig produktion.Tillverkare idag använder 3D-utskrift för att skapa verktyg och fixturer, och vissa använder till och med AM för produktion av stora volymer.Deras berättelser kommer att presenteras här.
Posttid: 23 augusti 2022