Todos construímos castelos de area na praia: muros imponentes, torres maxestosas, fosos cheos de tiburóns. Se es coma min, sorprenderaste de como se adhire unha pequena cantidade de auga, polo menos ata que aparece o teu irmán maior e a patea nun arrebato de alegría destrutiva.
O empresario Dan Gelbart tamén emprega auga para unir materiais, aínda que o seu deseño é moito máis duradeiro que un espectáculo de fin de semana na praia.
Como presidente e fundador de Rapidia Tech Inc., un provedor de sistemas de impresión 3D en metal en Vancouver, Columbia Británica e Libertyville, Illinois, Gelbart desenvolveu un método de fabricación de pezas que elimina os pasos que requiren moito tempo e que son inherentes ás tecnoloxías da competencia, ao tempo que simplifica enormemente a eliminación do soporte.
Tamén fai que unir varias pezas non sexa máis difícil que simplemente mergullalas nun pouco de auga e pegalas, mesmo para pezas fabricadas con métodos de fabricación tradicionais.
Gelbart analiza algunhas diferenzas fundamentais entre os seus sistemas a base de auga e os que empregan pos metálicos que conteñen entre un 20 % e un 30 % de cera e polímero (en volume). As impresoras 3D de metal de dobre cabezal Rapidia producen unha pasta a partir de po metálico, auga e un aglutinante de resina en cantidades que oscilan entre o 0,3 e o 0,4 %.
Debido a isto, explicou, elimínase o proceso de desaglomerado que requiren as tecnoloxías da competencia, que a miúdo leva varios días, e a peza pódese enviar directamente ao forno de sinterización.
Os outros procesos atópanse principalmente na "industria do moldeo por inxección (MIM) de longa data que require que as pezas non sinterizadas conteñan proporcións relativamente altas de polímero para facilitar a súa liberación do molde", dixo Gelbart. "Non obstante, a cantidade de polímero necesaria para unir pezas para a impresión 3D é en realidade moi pequena: unha décima de por cento é suficiente na maioría dos casos".
Entón, por que beber auga? Do mesmo xeito que no noso exemplo de castelo de area usado para facer pasta (pasta metálica neste caso), o polímero mantén as pezas unidas mentres secan. O resultado é unha peza coa consistencia e dureza da xiz para beirarrúas, o suficientemente forte como para soportar o mecanizado posterior á montaxe, o mecanizado suave (aínda que Gelbart recomenda o mecanizado posterior á sinterización), a montaxe con auga con outras pezas sen rematar e o envío ao forno.
Eliminar o desengraxado tamén permite imprimir pezas máis grandes e de paredes máis grosas porque, ao usar pos metálicos impregnados con polímero, o polímero non se pode "queimar" se as paredes da peza son demasiado grosas.
Gelbart dixo que un fabricante de equipos requiría grosores de parede de 6 mm ou menos. «Entón, supoñamos que estás a construír unha peza do tamaño aproximado dun rato de ordenador. Nese caso, o interior tería que ser oco ou quizais algún tipo de malla. Isto é xenial para moitas aplicacións, mesmo a lixeireza é o obxectivo. Pero se se require resistencia física como un parafuso ou algunha outra peza de alta resistencia, entón [a inxección de po metálico] ou o MIM non adoitan ser axeitados».
Unha foto dun colector recentemente impresa mostra os complexos compoñentes internos que pode producir unha impresora Rapidia.
Gelbart sinala outras características da impresora. Os cartuchos que conteñen pasta metálica son recargables e os usuarios que os devolvan a Rapidia para a súa recarga recibirán puntos por calquera material non utilizado.
Hai dispoñibles diversos materiais, como o aceiro inoxidable 316 e 17-4PH, o INCONEL 625, a cerámica e o circonio, así como o cobre, o carburo de tungsteno e outros materiais en desenvolvemento. Os materiais de soporte (o ingrediente secreto de moitas impresoras de metal) están deseñados para imprimir substratos que se poden eliminar ou "evaporar" a man, o que abre a porta a interiores que doutro xeito serían irreproducibles.
Rapidia leva catro anos no mercado e, hai que recoñecer, acaba de comezar. «A empresa está a tomarse o seu tempo para arranxar as cousas», dixo Gelbart.
Ata a data, el e o seu equipo despregaron cinco sistemas, incluído un no Centro de Acceso a Tecnoloxía de Selkirk (STAC) na Columbia Británica. O investigador Jason Taylor leva usando a máquina desde finais de xaneiro e viu moitas vantaxes sobre varias impresoras 3D STAC existentes.
Sinalou que a capacidade de "pegar con auga" pezas en bruto antes da sinterización ten un gran potencial. Tamén coñece os problemas asociados co desengraxamento, incluído o uso e a eliminación de produtos químicos. Aínda que os acordos de confidencialidade impiden que Taylor comparta detalles de gran parte do seu traballo alí, o seu primeiro proxecto de proba é algo no que moitos de nós poderiamos pensar: unha vara impresa en 3D.
«Saíu perfecto», dixo cun sorriso. «Rematamos a cara, perforamos os buratos para o eixe e agora estou a usalo. Estamos impresionados coa calidade do traballo realizado co novo sistema. Como ocorre con todas as pezas sinterizadas, hai algo de contracción e mesmo un pouco de desalineamento, pero a máquina é axeitada. De xeito consistente, podemos compensar estes problemas no deseño».
O Informe Aditivo céntrase no uso de tecnoloxías de fabricación aditiva na produción real. Os fabricantes actuais empregan a impresión 3D para crear ferramentas e accesorios, e algúns incluso empregan a fabricación aditiva para a produción de alto volume. As súas historias publicaranse aquí.