Co to jest druk 3D z metalu na zimno?

Druk 3D to fajny sposób na tworzenie rzeczywistych replik modeli komputerowych 3D. Istnieje kilka różnych sposobów na zrobienie tego we własnym domu. Druk FDM z tworzyw termoplastycznych i druk MSLA z żywic światłoczułych są zarówno stosunkowo niedrogie, jak i łatwe do kupienia. Istnieją inne, bardziej egzotyczne metody drukowania 3D, które mogą oferować wyjątkowe korzyści. Niestety są one znacznie droższe i generalnie nie nadają się do domów większości ludzi. Jedna z tych technik nazywana jest drukiem 3D z metalu w sprayu na zimno.

Większość form drukowania 3D z użyciem metali wymaga dużej ilości ciepła, aby stopić lub spiekać dany metal. „Zimno” w nazwie wskazuje, że ta metoda drukowania metali w 3D jest zupełnie inna. Sproszkowany metal nie jest podgrzewany, lecz przyspieszany do prędkości ponaddźwiękowych. Po uderzeniu w cel metal łączy się prawidłowo, umożliwiając tworzenie w pełni gęstych części.

Dokładna potrzebna prędkość zależy od metalu, przy czym twardsze materiały wymagają prędkości powyżej Mach 3. Przyspieszenie uzyskuje się dzięki użyciu sprężonego gazu. Tam, gdzie to możliwe, stosuje się normalne powietrze. Ale przy wyższych prędkościach potrzebny jest azot, a nawet hel.

Korzyści

Ta technika druku 3D ma wiele zalet w porównaniu z innymi technologiami druku na metalu. Ogólnie rzecz biorąc, ponieważ wymagane jest dużo ciepła, inne otaczające części będą miały negatywny wpływ. Wymaganie potencjalnie czasochłonnego i kosztownego demontażu i ponownego montażu, aby poprawka nie powodowała większych uszkodzeń. Drukowanie na metalach w sprayu na zimno nie wpływa na pobliskie części, ponieważ nie wiąże się z ciepłem i jest precyzyjnie celowane.

Pozwala to na naprawę u klienta skomplikowanych części maszyn. Na przykład Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych zademonstrowały możliwość naprawy połączenia ślizgowego owiewki skrzydła samolotu gotowego do walki. Tradycyjne metody wymagałyby ośmiu tygodni na usunięcie części. Wyjęcie i wymiana części kosztowałoby pół miliona dolarów.

Oprócz umożliwienia naprawy na miejscu, sam proces jest do 100 razy szybszy niż inne formy drukowania 3D z metalu, co pozwala na jeszcze krótsze czasy realizacji. Działa z szeroką gamą metali, a nawet umożliwia pracę z wieloma metalami jednocześnie. Dzięki temu część może być z jednej strony z litego tytanu i przechodzić przez szereg kompozycji stopów, zanim z drugiej strony wyprodukuje solidne złoto. Pozwala to na wysoce konfigurowalne właściwości stopu. Nie wydzielają się szkodliwe opary. Cały proszek metalowy jest używany bez strat.

Drukarki do metalu z natryskiem na zimno są wystarczająco małe, aby można je było transportować ciężarówką w celu naprawy na miejscu lub produkcji. Możliwe jest nawet osadzenie czujników i elektroniki w części i wydrukowanie na nich. Chociaż zakłada się, że są one chronione przed wpływem procesu drukowania.

Ograniczenia i wady

Niestety, mimo że jest tańszy od tradycyjnych metod, nadal nie jest dostępny do użytku domowego. Ograniczona liczba dostawców i obecne rynki ( głównie obronność, z niektórymi zastosowaniami lotniczymi ) sugerują, że nie zmieni się to przez jakiś czas. Wydrukowane części muszą być nieco poddane obróbce końcowej, aby wygładzić i wyostrzyć wydruk. Dodatkowo po prostu nie jest możliwe wydrukowanie niektórych geometrii ze względu na fizykę procesu.

Drukowanie metalu metodą natryskiwania na zimno to wyjątkowy proces, który oferuje wyjątkowe korzyści podczas pracy w trudnych warunkach. Niestety, początkowe koszty maszyn sprawią, że ta technologia nie będzie powszechnie stosowana. Ograniczona geometria prawdopodobnie ograniczy również potencjalne zastosowania. Przyszłe ulepszenia technologii mogą wyeliminować ten problem.

Czy masz jakieś projekty, w których ta technologia byłaby pomocna? Daj nam znać poniżej.