Всички сме строили пясъчни замъци на плажа: могъщи стени, величествени кули, ровове, пълни с акули. Ако сте като мен, ще се изненадате колко добре се държи малко количество вода – поне докато не се появи по-големият ви брат и не го ритне в изблик на разрушителна радост.
Предприемачът Дан Гелбарт също използва вода за свързване на материали, въпреки че неговият дизайн е далеч по-издръжлив от плажен спектакъл през уикенда.
Като президент и основател на Rapidia Tech Inc., доставчик на системи за 3D печат на метал във Ванкувър, Британска Колумбия и Либъртивил, Илинойс, Гелбарт е разработил метод за производство на части, който елиминира отнемащите време стъпки, присъщи на конкурентните технологии, като същевременно значително опростява премахването на опорите.
Освен това, съединяването на множество части не е по-трудно от простото им накисване в малко вода и залепване – дори за части, изработени с традиционни производствени методи.
Гелбарт обсъжда някои фундаментални разлики между неговите системи на водна основа и тези, използващи метални прахове, съдържащи от 20% до 30% восък и полимер (по обем). Двуглавите метални 3D принтери Rapidia произвеждат паста от метален прах, вода и свързващо вещество от смола в количества от 0,3 до 0,4%.
Поради това, обясни той, процесът на отстраняване на свързващото вещество, изискван от конкурентните технологии, който често отнема няколко дни, се елиминира и детайлът може да бъде изпратен директно в пещта за синтероване.
Другите процеси са предимно в „дългогодишната индустрия за шприцване (MIM), която изисква неспечените неспечени части да съдържат относително високи пропорции полимер, за да се улесни отделянето им от матрицата“, каза Гелбарт. „Въпреки това, количеството полимер, необходимо за свързване на части за 3D печат, всъщност е много малко – една десета от процента е достатъчна в повечето случаи.“
И така, защо да пием вода? Както в нашия пример с пясъчен замък, използван за направата на паста (в този случай метална паста), полимерът държи парчетата заедно, докато съхнат. Резултатът е част с консистенцията и твърдостта на тротоарна тебешир, достатъчно здрава, за да издържи на машинна обработка след сглобяване, щадяща машинна обработка (въпреки че Гелбарт препоръчва машинна обработка след синтероване), сглобяване с вода с други недовършени части и изпращане във фурната.
Премахването на обезмасляването позволява също така печатането на по-големи, по-дебелостенни части, защото при използване на метални прахове, импрегнирани с полимер, полимерът не може да „изгори“, ако стените на частите са твърде дебели.
Гелбарт каза, че един производител на оборудване изисква дебелина на стените от 6 мм или по-малко. „Да кажем, че изграждате част с размерите на компютърна мишка. В този случай вътрешността ще трябва да е или куха, или може би някакъв вид мрежа. Това е чудесно за много приложения, дори лекотата е целта. Но ако се изисква физическа здравина, като например болт или друга високоякостна част, тогава [инжектирането на метален прах] или MIM обикновено не са подходящи.“
Прясно отпечатана снимка на колектора показва сложните вътрешни механизми, които принтер Rapidia може да произведе.
Гелбарт посочва няколко други характеристики на принтера. Касетите, съдържащи метална паста, са многократно пълними и потребителите, които ги върнат в Rapidia за презареждане, ще получат точки за всеки неизползван материал.
Предлагат се разнообразни материали, включително неръждаема стомана 316 и 17-4PH, INCONEL 625, керамика и цирконий, както и мед, волфрамов карбид и няколко други материала в процес на разработка. Поддържащите материали – тайната съставка в много метални принтери – са предназначени за печат върху основи, които могат да бъдат отстранени или „изпарени“ на ръка, което отваря вратата към иначе невъзпроизводими интериори.
Rapidia е в бизнеса от четири години и, трябва да се признае, тепърва започва. „Компанията отделя време, за да оправи нещата“, каза Гелбарт.
Към днешна дата той и екипът му са внедрили пет системи, включително една в Центъра за технологичен достъп Selkirk (STAC) в Британска Колумбия. Изследователят Джейсън Тейлър използва машината от края на януари и е видял много предимства пред няколко съществуващи 3D принтера STAC.
Той отбеляза, че способността за „слепване с вода“ на сурови части преди синтероване има голям потенциал. Той е добре запознат и с проблемите, свързани с обезмасляването, включително употребата и изхвърлянето на химикали. Въпреки че споразуменията за неразкриване на информация не позволяват на Тейлър да споделя подробности за голяма част от работата си там, първият му тестов проект е нещо, за което много от нас биха се сетили: 3D-принтирана пръчка.
„Получи се перфектно“, каза той с усмивка. „Завършихме лицевата страна, пробихме отвори за вала и сега го използвам. Впечатлени сме от качеството на работа, извършена с новата система. Както при всички синтеровани части, има известно свиване и дори малко несъосие, но машината е адекватна. Постоянно можем да компенсираме тези проблеми в дизайна.“
Докладът за адитивното производство се фокусира върху използването на технологии за адитивно производство в реалното производство. Днес производителите използват 3D печат, за да създават инструменти и приспособления, а някои дори използват адитивно производство за производство с големи обеми. Техните истории ще бъдат представени тук.