همه ما در ساحل قلعههای شنی ساختهایم: دیوارهای مستحکم، برجهای باشکوه، خندقهای پر از کوسه. اگر شما هم مثل من باشید، از اینکه مقدار کمی آب چقدر خوب به هم میچسبد، شگفتزده خواهید شد - حداقل تا زمانی که برادر بزرگترتان از راه برسد و با یک انفجار شادی ویرانگر، آن را لگد بزند.
دن گلبارت، کارآفرین، نیز از آب برای چسباندن مواد استفاده میکند، اگرچه طرح او بسیار بادوامتر از یک نمایش ساحلی آخر هفته است.
گلبارت به عنوان رئیس و بنیانگذار Rapidia Tech Inc.، تأمینکننده سیستمهای چاپ سهبعدی فلزی در ونکوور، بریتیش کلمبیا و لیبرتیویل، ایلینوی، روشی برای تولید قطعات ابداع کرده است که مراحل زمانبر ذاتی فناوریهای رقیب را حذف میکند و در عین حال، برداشتن ساپورت را بسیار ساده میسازد.
همچنین اتصال چندین قطعه را - حتی برای قطعاتی که با روشهای تولید سنتی ساخته شدهاند - دشوارتر از خیساندن آنها در کمی آب و چسباندن آنها به یکدیگر نمیکند.
گلبارت برخی از تفاوتهای اساسی بین سیستمهای مبتنی بر آب خود و سیستمهایی که از پودرهای فلزی حاوی 20 تا 30 درصد موم و پلیمر (بر حسب حجم) استفاده میکنند را مورد بحث قرار میدهد. چاپگرهای سهبعدی فلزی دو سر Rapidia خمیری از پودر فلز، آب و یک چسب رزینی در مقادیری بین 0.3 تا 0.4 درصد تولید میکنند.
او توضیح داد که به همین دلیل، فرآیند جداسازی مورد نیاز فناوریهای رقیب، که اغلب چندین روز طول میکشد، حذف شده و قطعه میتواند مستقیماً به کوره پخت فرستاده شود.
گلبارت گفت، فرآیندهای دیگر عمدتاً در «صنعت قالبگیری تزریقی (MIM) با سابقه طولانی هستند که به قطعات متخلخل نشده نیاز دارد تا حاوی نسبتهای نسبتاً بالایی از پلیمر باشند تا رهاسازی آنها از قالب تسهیل شود.» «با این حال، مقدار پلیمر مورد نیاز برای اتصال قطعات برای چاپ سهبعدی در واقع بسیار کم است - در بیشتر موارد یک دهم درصد کافی است.»
پس چرا آب بنوشیم؟ همانطور که در مثال قلعه شنی ما برای ساخت خمیر (در این مورد خمیر فلز) استفاده شد، پلیمر قطعات را هنگام خشک شدن در کنار هم نگه میدارد. نتیجه، قطعهای با غلظت و سختی گچ پیادهرو است که به اندازه کافی قوی است تا در برابر ماشینکاری پس از مونتاژ، ماشینکاری ملایم (اگرچه گلبارت ماشینکاری پس از پخت را توصیه میکند)، مونتاژ با آب با سایر قطعات ناتمام و ارسال به فر، مقاومت کند.
حذف چربیزدایی همچنین امکان چاپ قطعات بزرگتر و با دیوارههای ضخیمتر را فراهم میکند، زیرا هنگام استفاده از پودرهای فلزی آغشته به پلیمر، اگر دیوارههای قطعه خیلی ضخیم باشند، پلیمر نمیتواند "بسوزد".
گلبارت گفت که یکی از تولیدکنندگان تجهیزات، ضخامت دیواره ۶ میلیمتر یا کمتر را الزامی کرده است. «فرض کنید در حال ساخت قطعهای به اندازه یک ماوس کامپیوتر هستید. در این صورت، فضای داخلی باید یا توخالی باشد یا شاید نوعی شبکه. این برای بسیاری از کاربردها عالی است، حتی سبکی نیز هدف است. اما اگر به استحکام فیزیکی مانند پیچ یا قطعهای با استحکام بالا نیاز باشد، معمولاً [تزریق پودر فلز] یا MIM مناسب نیستند.»
یک عکس منیفولد تازه چاپ شده، اجزای داخلی پیچیدهای را که یک چاپگر Rapidia میتواند تولید کند، نشان میدهد.
گلبارت به چندین ویژگی دیگر این چاپگر اشاره میکند. کارتریجهای حاوی خمیر فلزی قابل شارژ مجدد هستند و کاربرانی که آنها را برای شارژ مجدد به Rapidia برمیگردانند، برای هر ماده استفاده نشده امتیاز دریافت میکنند.
مواد متنوعی از جمله فولاد ضد زنگ 316 و 17-4PH، INCONEL 625، سرامیک و زیرکونیا و همچنین مس، کاربید تنگستن و چندین ماده دیگر در حال توسعه در دسترس هستند. مواد پشتیبان - ماده مخفی در بسیاری از چاپگرهای فلزی - برای چاپ بسترهایی طراحی شدهاند که میتوانند با دست برداشته یا "تبخیر" شوند و در را به روی فضای داخلی غیرقابل تکرار باز کنند.
رپیدیا چهار سال است که فعالیت میکند و باید اعتراف کرد که تازه شروع به کار کرده است. گلبارت گفت: «این شرکت وقت خود را صرف اصلاح مشکلات میکند.»
تا به امروز، او و تیمش پنج سیستم را مستقر کردهاند، از جمله یکی در مرکز دسترسی فناوری سلکرک (STAC) در بریتیش کلمبیا. محقق جیسون تیلور از پایان ژانویه از این دستگاه استفاده میکند و مزایای بسیاری را نسبت به چندین چاپگر سهبعدی STAC موجود مشاهده کرده است.
او خاطرنشان کرد که قابلیت «چسباندن قطعات خام با آب» قبل از پخت، پتانسیل بالایی دارد. او همچنین در مورد مسائل مرتبط با چربیزدایی، از جمله استفاده و دفع مواد شیمیایی، آگاه است. در حالی که توافقنامههای عدم افشا مانع از به اشتراک گذاشتن جزئیات بسیاری از کارهای تیلور در آنجا میشود، اولین پروژه آزمایشی او چیزی است که بسیاری از ما ممکن است به آن فکر کنیم: یک چوب چاپ سهبعدی.
او با لبخند گفت: «عالی شد. ما صفحه را تمام کردیم، سوراخهایی برای شفت ایجاد کردیم و من الان از آن استفاده میکنم. ما از کیفیت کار انجام شده با سیستم جدید تحت تأثیر قرار گرفتیم. مانند تمام قطعات متخلخل، مقداری انقباض و حتی کمی عدم تراز وجود دارد، اما دستگاه مناسب است. به طور مداوم، میتوانیم این مشکلات را در طراحی جبران کنیم.
گزارش افزایشی بر استفاده از فناوریهای تولید افزایشی در تولید واقعی تمرکز دارد. تولیدکنندگان امروزه از چاپ سهبعدی برای ساخت ابزار و وسایل استفاده میکنند و برخی حتی از AM برای تولید در حجم بالا استفاده میکنند. داستانهای آنها در اینجا ارائه خواهد شد.
زمان ارسال: ۲۳ آگوست ۲۰۲۲
