Ми всі будували піщані замки на пляжі: могутні стіни, величні вежі, рови, повні акул.Якщо ви схожі на мене, ви будете здивовані, наскільки добре злипається невелика кількість води — принаймні до тих пір, поки не з’явиться ваш старший брат і не штовхне його ногою в пориві нищівної радості.
Підприємець Ден Гелбарт також використовує воду для склеювання матеріалів, хоча його дизайн набагато міцніший, ніж пляжне видовище у вихідні.
Як президент і засновник компанії Rapidia Tech Inc., постачальника систем 3D-друку з металу у Ванкувері, Британська Колумбія, та Лібертівілі, штат Іллінойс, Гелбарт розробив метод виготовлення деталей, який усуває трудомісткі кроки, властиві конкуруючим технологіям, і значно спрощує видалення опори..
Це також робить з’єднання кількох деталей не складнішим, ніж просто змочування їх у воді та склеювання — навіть для деталей, виготовлених традиційними методами виробництва.
Гелбарт обговорює деякі принципові відмінності між його системами на водній основі та системами, що використовують металеві порошки, що містять від 20% до 30% воску та полімеру (за об’ємом).Двоголові металеві 3D-принтери Rapidia виробляють пасту з металевого порошку, води та смоляного сполучного в кількості від 0,3 до 0,4%.
Завдяки цьому, пояснив він, процес зняття зв’язок, необхідний конкуруючими технологіями, який часто займає кілька днів, усувається, і деталь можна відправити прямо в піч для спікання.
Інші процеси здебільшого стосуються «старої індустрії лиття під тиском (MIM), яка вимагає, щоб неспечені неспечені деталі містили відносно високі пропорції полімеру, щоб полегшити їх вивільнення з форми», — сказав Гелбарт.«Однак кількість полімеру, необхідного для склеювання деталей для 3D-друку, насправді дуже мала — у більшості випадків достатньо однієї десятої відсотка».
То навіщо пити воду?Як і в нашому прикладі піщаного замку, який використовується для виготовлення пасти (в даному випадку металевої пасти), полімер утримує частини разом, коли вони висихають.У результаті виходить деталь із консистенцією та твердістю тротуарної крейди, достатньо міцна, щоб витримати механічну обробку після складання, дбайливу механічну обробку (хоча Gelbart рекомендує обробку після спікання), складання водою з іншими незавершеними частинами та відправлення в піч.
Усунення знежирення також дозволяє друкувати більші товстостінні деталі, оскільки при використанні металевих порошків, просочених полімером, полімер не може «вигоріти», якщо стінки деталей занадто товсті.
Гелбарт сказав, що один виробник обладнання вимагав товщини стінок 6 мм або менше.«Отже, припустімо, ви створюєте деталь розміром приблизно з комп’ютерну мишу.У цьому випадку внутрішня частина повинна бути або порожнистою, або, можливо, якась сітка.Це чудово для багатьох застосувань, навіть легкість є метою.Але якщо потрібна фізична міцність, як болт або інша високоміцна деталь, тоді [ін’єкція металевого порошку] або MIM зазвичай не підходять».
Щойно надрукована фотографія колектора демонструє складні внутрішні елементи, які може виробляти принтер Rapidia.
Гелбарт вказує на кілька інших особливостей принтера.Картриджі з металевою пастою можна перезаправляти, і користувачі, які повернуть їх до Rapidia для заправки, отримають бали за будь-який невикористаний матеріал.
Доступні різні матеріали, включаючи нержавіючу сталь 316 і 17-4PH, INCONEL 625, кераміку та діоксид цирконію, а також мідь, карбід вольфраму та кілька інших матеріалів, що знаходяться в розробці.Допоміжні матеріали – секретний інгредієнт багатьох металевих принтерів – призначені для друку підкладок, які можна видалити або «випарити» вручну, відкриваючи двері до невідтворюваних внутрішніх умов.
Rapidia працює вже чотири роки і, правда, тільки починає.«Компанія не поспішає, щоб виправити ситуацію», — сказав Гелбарт.
На сьогоднішній день він і його команда розгорнули п’ять систем, у тому числі одну в Selkirk Technology Access Center (STAC) у Британській Колумбії.Дослідник Джейсон Тейлор використовує машину з кінця січня та побачив багато переваг перед кількома існуючими 3D-принтерами STAC.
Він зазначив, що здатність «склеювати водою» сирі деталі перед спіканням має великий потенціал.Він також обізнаний у питаннях, пов’язаних із знежиренням, включаючи використання та утилізацію хімічних речовин.Хоча угоди про нерозголошення не дозволяють Тейлору ділитися деталями більшої частини його роботи, його перший тестовий проект — це те, про що багато хто з нас може подумати: тривимірна палиця.
«Вийшло ідеально», — сказав він з усмішкою.«Ми закінчили грань, просвердлили отвори для стрижня, і я зараз ним користуюся.Ми вражені якістю роботи, виконаної з новою системою.Як і з усіма спеченими деталями, є деяка усадка і навіть невелике зміщення, але машина є адекватною.Послідовно ми можемо компенсувати ці проблеми в дизайні.
Additive Report зосереджується на використанні технологій адитивного виробництва в реальному виробництві.Сьогодні виробники використовують 3D-друк для створення інструментів і пристосувань, а деякі навіть використовують AM для виробництва великої кількості.Їхні історії будуть представлені тут.
Час публікації: 23 серпня 2022 р