Vi har alle bygget sandslotte på stranden: mægtige mure, majestætiske tårne, voldgrave fyldt med hajer. Hvis du er ligesom mig, vil du blive overrasket over, hvor godt en lille smule vand hænger sammen – i hvert fald indtil din storebror dukker op og sparker til den i et udbrud af destruktiv glæde.
Iværksætter Dan Gelbart bruger også vand til at binde materialer, selvom hans design er langt mere holdbart end et weekend-strandshow.
Som præsident og grundlægger af Rapidia Tech Inc., en leverandør af 3D-printsystemer til metal i Vancouver, British Columbia og Libertyville, Illinois, har Gelbart udviklet en metode til fremstilling af dele, der eliminerer de tidskrævende trin, der er forbundet med konkurrerende teknologier, samtidig med at fjernelse af understøtninger i høj grad forenkler.
Det gør det også ikke sværere at sammenføje flere dele end blot at lægge dem i blød i lidt vand og lime dem sammen – selv for dele fremstillet med traditionelle fremstillingsmetoder.
Gelbart diskuterer nogle grundlæggende forskelle mellem hans vandbaserede systemer og dem, der bruger metalpulvere, der indeholder 20% til 30% voks og polymer (efter volumen). Rapidias dobbelthovedede metal 3D-printere producerer en pasta af metalpulver, vand og et harpiksbindemiddel i mængder fra 0,3 til 0,4%.
På grund af dette, forklarede han, elimineres den afbindingsproces, der kræves af konkurrerende teknologier, og som ofte tager flere dage, og delen kan sendes direkte til sintringsovnen.
De andre processer findes hovedsageligt i den "langvarige sprøjtestøbningsindustri (MIM), der kræver, at usintrede usintrede dele indeholder relativt høje andele af polymer for at lette deres frigørelse fra formen," sagde Gelbart. "Mængden af ​​polymer, der er nødvendig for at binde dele til 3D-printning, er dog faktisk meget lille – en tiendedel af en procent er tilstrækkeligt i de fleste tilfælde."
Så hvorfor drikke vand? Ligesom med vores sandslotseksempel, der bruges til at lave pasta (metalpasta i dette tilfælde), holder polymeren delene sammen, mens de tørrer. Resultatet er en del med konsistensen og hårdheden af ​​fortovskridt, stærk nok til at modstå bearbejdning efter montering, skånsom bearbejdning (selvom Gelbart anbefaler bearbejdning efter sintring), samling med vand med andre ubehandlede dele og sending til ovnen.
Eliminering af affedtning gør det også muligt at printe større, tykkere væggede dele, fordi polymeren ikke kan "brænde ud", når man bruger metalpulver imprægneret med polymer, hvis delvæggene er for tykke.
Gelbart sagde, at én udstyrsproducent krævede vægtykkelser på 6 mm eller mindre. "Lad os sige, at du bygger en del på størrelse med en computermus. I så fald skal det indre enten være hult eller måske en slags net. Dette er fantastisk til mange anvendelser, selv lethed er målet. Men hvis der kræves fysisk styrke, som en bolt eller en anden del med høj styrke, så er [metalpulverindsprøjtning] eller MIM normalt ikke egnede."
Et frisktrykt foto af manifolden viser de komplekse indre dele, som en Rapidia-printer kan producere.
Gelbart fremhæver flere andre funktioner ved printeren. Patroner, der indeholder metalpasta, kan genopfyldes, og brugere, der returnerer dem til Rapidia til genopfyldning, vil modtage point for ubrugt materiale.
En række materialer er tilgængelige, herunder rustfrit stål 316 og 17-4PH, INCONEL 625, keramik og zirkoniumoxid, samt kobber, wolframcarbid og adskillige andre materialer under udvikling. Støttematerialer – den hemmelige ingrediens i mange metalprintere – er designet til at printe substrater, der kan fjernes eller "fordampes" i hånden, hvilket åbner døren for ellers ureproducerbare indre overflader.
Rapidia har eksisteret i fire år og er, indrømmet, lige begyndt. "Virksomheden tager sig god tid til at rette op på tingene," sagde Gelbart.
Til dato har han og hans team implementeret fem systemer, herunder et på Selkirk Technology Access Center (STAC) i British Columbia. Forsker Jason Taylor har brugt maskinen siden slutningen af ​​januar og har set mange fordele i forhold til flere eksisterende STAC 3D-printere.
Han bemærkede, at muligheden for at "lime rå dele sammen med vand" før sintring har et stort potentiale. Han har også viden om de problemstillinger, der er forbundet med affedtning, herunder brugen og bortskaffelsen af ​​kemikalier. Selvom fortrolighedsaftaler forhindrer Taylor i at dele detaljer om meget af sit arbejde der, er hans første testprojekt noget, som mange af os måske tænker på: en 3D-printet pind.
"Det blev perfekt," sagde han med et smil. "Vi færdiggjorde fronten, borede huller til akslen, og jeg bruger den nu. Vi er imponerede over kvaliteten af ​​arbejdet udført med det nye system. Som med alle sintrede dele er der en vis krympning og endda en smule skævhed, men maskinen er tilstrækkelig. Vi kan konsekvent kompensere for disse problemer i designet."
Den additive rapport fokuserer på brugen af ​​additive fremstillingsteknologier i den virkelige produktion. Producenter bruger i dag 3D-print til at skabe værktøjer og inventar, og nogle bruger endda AM til storproduktion. Deres historier vil blive præsenteret her.