Við höfum öll byggt sandkastala á ströndinni: volduga veggi, tignarlega turna, skurði fulla af hákarlum. Ef þú ert eitthvað eins og ég, þá munt þú verða hissa á því hversu vel lítið magn af vatni festist saman - að minnsta kosti þangað til stóri bróðir þinn birtist og sparkar í það í sprengingu af eyðileggjandi gleði.
Frumkvöðullinn Dan Gelbart notar einnig vatn til að líma efni, þó að hönnun hans sé mun endingarbetri en strandsýning um helgar.
Sem forseti og stofnandi Rapidia Tech Inc., birgi þrívíddarprentkerfa fyrir málm í Vancouver í Bresku Kólumbíu og Libertyville í Illinois, hefur Gelbart þróað aðferð til að framleiða hluta sem útrýmir tímafrekum skrefum sem fylgja samkeppnistækni og einfaldar um leið mjög fjarlægingu stuðnings.
Það gerir það líka ekki erfiðara að sameina marga hluta en að leggja þá bara í bleyti í smá vatni og líma þá saman - jafnvel fyrir hluta sem eru framleiddir með hefðbundnum framleiðsluaðferðum.
Gelbart ræðir nokkur grundvallarmun á vatnsbundnum kerfum sínum og þeim sem nota málmduft sem inniheldur 20% til 30% vax og fjölliðu (miðað við rúmmál). Tvíhöfða málmþrívíddarprentarar frá Rapidia framleiða mauk úr málmdufti, vatni og bindiefni úr plastefni í magni á bilinu 0,3 til 0,4%.
Vegna þessa, útskýrði hann, er afbindingarferlið sem samkeppnistækni krefst, sem tekur oft nokkra daga, útrýmt og hægt er að senda hlutinn beint í sintunarofninn.
Hin ferlin eru aðallega í „langtíma sprautumótunariðnaði (MIM) sem krefst þess að ósinteraðir ósinteraðir hlutar innihaldi tiltölulega mikið hlutfall af fjölliðu til að auðvelda losun þeirra úr mótinu,“ sagði Gelbart. „Hins vegar er magn fjölliðu sem þarf til að líma hluti fyrir þrívíddarprentun í raun mjög lítið - einn tíundi úr prósenti er nóg í flestum tilfellum.“
Hvers vegna þá að drekka vatn? Eins og í dæminu okkar um sandkastala sem notað er til að búa til líma (málmlíma í þessu tilfelli), heldur fjölliðan hlutunum saman þegar þeir þorna. Niðurstaðan er hlutur með áferð og hörku eins og gangstéttakalít, nógu sterkur til að þola vinnslu eftir samsetningu, varlega vinnslu (þó Gelbart mæli með vinnslu eftir sinterun), samsetningu með vatni með öðrum ókláruðum hlutum og sendur í ofn.
Að útrýma fituhreinsun gerir einnig kleift að prenta stærri, þykkari hluti því þegar málmduft er notað sem er gegndreypt með fjölliðu getur fjölliðan ekki „brunnað út“ ef veggir hlutarins eru of þykkir.
Gelbart sagði að einn framleiðandi búnaðar hefði krafist veggþykktar upp á 6 mm eða minna. „Segjum sem svo að þú sért að smíða hluta á stærð við tölvumús. Í því tilfelli þyrfti innra byrðið að vera annað hvort holt eða kannski einhvers konar möskva. Þetta er frábært fyrir marga notkunarmöguleika, jafnvel þótt léttleiki sé markmiðið. En ef þörf er á líkamlegum styrk eins og bolta eða einhvers annars hástyrktarhluta, þá henta [málmduftsprautun] eða MIM venjulega ekki.“
Nýprentuð ljósmynd af prentaranum sýnir flóknu innri virkni Rapidia prentara.
Gelbart bendir á nokkra aðra eiginleika prentarans. Hægt er að endurfylla blekhylki sem innihalda málmpasta og notendur sem skila þeim til Rapidia til endurfyllingar fá stig fyrir ónotað efni.
Fjölbreytt efni eru í boði, þar á meðal 316 og 17-4PH ryðfrítt stál, INCONEL 625, keramik og sirkon, svo og kopar, wolframkarbíð og nokkur önnur efni í þróun. Stuðningsefni – leyniefnið í mörgum málmprenturum – eru hönnuð til að prenta undirlag sem hægt er að fjarlægja eða „gufa upp“ í höndunum, sem opnar dyrnar að innri efnum sem annars væru óendurtakanleg.
Rapidia hefur verið starfandi í fjögur ár og er, að vísu, rétt að byrja. „Fyrirtækið tekur sér tíma til að laga hlutina,“ sagði Gelbart.
Hingað til hafa hann og teymi hans tekið í notkun fimm kerfi, þar á meðal eitt í Selkirk Technology Access Center (STAC) í Bresku Kólumbíu. Rannsakandinn Jason Taylor hefur notað vélina frá því í lok janúar og hefur séð marga kosti umfram nokkra núverandi STAC þrívíddarprentara.
Hann benti á að möguleikinn á að „líma saman með vatni“ hráa hluti fyrir sintrun hefði mikla möguleika. Hann er einnig vel að sér í málefnum sem tengjast fituhreinsun, þar á meðal notkun og förgun efna. Þótt trúnaðarsamningar komi í veg fyrir að Taylor deili upplýsingum um mikið af verkum sínum þar, þá er fyrsta prófunarverkefni hans eitthvað sem margir okkar gætu hugsað um: þrívíddarprentaðan stafi.
„Þetta varð fullkomið,“ sagði hann brosandi. „Við kláruðum yfirborðið, boruðum göt fyrir skaftið og ég er að nota það núna. Við erum hrifin af gæðum vinnunnar sem unnin var með nýja kerfinu. Eins og með alla sinteraða hluti er einhver rýrnun og jafnvel smá skekkja, en vélin er fullnægjandi. Við getum stöðugt bætt upp fyrir þessi vandamál í hönnuninni.“
Skýrslan um aukefnisframleiðslu fjallar um notkun aukefnisframleiðslutækni í raunverulegri framleiðslu. Framleiðendur nota í dag þrívíddarprentun til að búa til verkfæri og innréttingar, og sumir nota jafnvel aukefnisframleiðslu (AM) fyrir framleiðslu í miklu magni. Sögur þeirra verða birtar hér.