Svi smo gradili pješčane dvorce na plaži: moćne zidove, veličanstvene kule, opkope pune morskih pasa. Ako ste išta poput mene, bit ćete iznenađeni koliko dobro mala količina vode drži se zajedno - barem dok se ne pojavi vaš stariji brat i ne udari je u naletu destruktivne radosti.
Poduzetnik Dan Gelbart također koristi vodu za lijepljenje materijala, iako je njegov dizajn daleko izdržljiviji od vikend spektakla na plaži.
Kao predsjednik i osnivač Rapidia Tech Inc., dobavljača sistema za 3D printanje metala u Vancouveru, Britanskoj Kolumbiji i Libertyvilleu, Illinois, Gelbart je razvio metodu proizvodnje dijelova koja eliminira dugotrajne korake svojstvene konkurentskim tehnologijama, a istovremeno znatno pojednostavljuje uklanjanje nosača.
Također čini spajanje više dijelova jednostavnim potapanjem u malo vode i lijepljenjem - čak i za dijelove izrađene tradicionalnim metodama proizvodnje.
Gelbart razmatra neke fundamentalne razlike između svojih sistema na bazi vode i onih koji koriste metalne prahove koji sadrže 20% do 30% voska i polimera (po volumenu). Rapidia 3D štampači sa dvije glave za metal proizvode pastu od metalnog praha, vode i veziva od smole u količinama od 0,3 do 0,4%.
Zbog toga, objasnio je, proces uklanjanja veziva koji zahtijevaju konkurentske tehnologije, a koji često traje nekoliko dana, eliminiran je i dio se može poslati direktno u peć za sinterovanje.
Ostali procesi su uglavnom u „dugogodišnjoj industriji brizganja plastike (MIM) koja zahtijeva da nesinterovani dijelovi sadrže relativno visoke udjele polimera kako bi se olakšalo njihovo oslobađanje iz kalupa“, rekao je Gelbart. „Međutim, količina polimera potrebna za lijepljenje dijelova za 3D printanje je zapravo vrlo mala - jedna desetina posto je dovoljna u većini slučajeva.“
Zašto onda piti vodu? Kao i kod našeg primjera pješčanog dvorca koji se koristi za pravljenje paste (u ovom slučaju metalne paste), polimer drži dijelove zajedno dok se suše. Rezultat je dio s konzistencijom i tvrdoćom krede za pločnik, dovoljno jak da izdrži naknadnu obradu, nježnu obradu (iako Gelbart preporučuje naknadnu obradu sinterovanjem), sastavljanje s vodom s drugim nedovršenim dijelovima i slanje u peć.
Eliminisanje odmašćivanja takođe omogućava štampanje većih, debljih zidova delova jer pri upotrebi metalnih prahova impregniranih polimerom, polimer ne može "izgorjeti" ako su zidovi dela previše debeli.
Gelbart je rekao da jedan proizvođač opreme zahtijeva debljinu stijenke od 6 mm ili manje. „Dakle, recimo da pravite dio veličine kompjuterskog miša. U tom slučaju, unutrašnjost bi trebala biti ili šuplja ili možda neka vrsta mreže. Ovo je odlično za mnoge primjene, čak je i lakoća cilj. Ali ako je potrebna fizička čvrstoća poput vijka ili nekog drugog dijela visoke čvrstoće, onda [ubrizgavanje metalnog praha] ili MIM obično nisu prikladni.“
Svježe odštampana fotografija razvodnika prikazuje složene unutrašnje dijelove koje Rapidia štampač može proizvesti.
Gelbart ističe nekoliko drugih karakteristika štampača. Kertridži koji sadrže metalnu pastu se mogu ponovo puniti, a korisnici koji ih vrate Rapidiji na ponovno punjenje dobiće bodove za sav neiskorišteni materijal.
Dostupan je niz materijala, uključujući nehrđajući čelik 316 i 17-4PH, INCONEL 625, keramiku i cirkonij, kao i bakar, volfram karbid i nekoliko drugih materijala u razvoju. Potporni materijali – tajni sastojak u mnogim metalnim štampačima – dizajnirani su za štampanje na podlogama koje se mogu ručno ukloniti ili "ispariti", otvarajući vrata inače nereproducirajućim unutrašnjostima.
Rapidia posluje već četiri godine i, priznajem, tek je na početku. „Kompanija polako rješava probleme“, rekao je Gelbart.
Do danas su on i njegov tim implementirali pet sistema, uključujući jedan u Selkirk Technology Access Centeru (STAC) u Britanskoj Kolumbiji. Istraživač Jason Taylor koristi mašinu od kraja januara i uočio je mnoge prednosti u odnosu na nekoliko postojećih STAC 3D printera.
Napomenuo je da sposobnost "lijepljenja vodom" sirovih dijelova prije sinterovanja ima veliki potencijal. Također je dobro upoznat s problemima povezanim s odmašćivanjem, uključujući upotrebu i odlaganje hemikalija. Iako ugovori o neotkrivanju informacija sprječavaju Taylora da dijeli detalje o većem dijelu svog rada tamo, njegov prvi testni projekat je nešto na što bi mnogi od nas mogli pomisliti: 3D printani štapić.
„Ispalo je savršeno“, rekao je sa osmijehom. „Završili smo prednju stranu, izbušili rupe za osovinu i sada ga koristim. Impresionirani smo kvalitetom rada obavljenog s novim sistemom. Kao i kod svih sinterovanih dijelova, postoji određeno skupljanje, pa čak i malo neusklađenosti, ali mašina je adekvatna. Dosljedno možemo kompenzirati ove probleme u dizajnu.“
Izvještaj o aditivnoj proizvodnji fokusira se na upotrebu tehnologija aditivne proizvodnje u stvarnoj proizvodnji. Proizvođači danas koriste 3D printanje za izradu alata i pribora, a neki čak koriste i aditivnu proizvodnju za proizvodnju velikih količina. Njihove priče bit će ovdje predstavljene.