Что такое 3D-печать холодным напылением металла?

3D-печать — это отличный способ создавать реальные копии компьютерных 3D-моделей. Есть несколько различных способов сделать это в собственном доме. Печать FDM термопластами и печать MSLA светочувствительными смолами относительно доступны и их легко купить. Существуют и другие, более экзотические методы 3D-печати, обладающие уникальными преимуществами. К сожалению, они намного дороже и, как правило, не подходят для дома большинства людей. Один из таких методов называется 3D-печать холодным напылением металла.

Большинство форм 3D-печати металлами требуют большого количества тепла для плавления или спекания соответствующего металла. «Холодный» в названии указывает на то, что этот метод 3D-печати металлами сильно отличается. Вместо того, чтобы нагреваться, порошковый металл разгоняется до сверхзвуковых скоростей. При ударе о цель металл правильно сцепляется, позволяя создавать полностью плотные детали.

Точная необходимая скорость зависит от металла, для более жестких материалов требуется скорость выше 3 Маха. Ускорение достигается за счет использования сжатого газа. По возможности используется обычный воздух. Но для более высоких скоростей нужен азот или даже гелий.

Выгоды

Этот метод 3D-печати имеет широкий спектр преимуществ по сравнению с другими технологиями печати металлом. Как правило, поскольку требуется много тепла, другие окружающие детали будут иметь отрицательный эффект. Требуется потенциально трудоемкая и дорогостоящая разборка и повторная сборка, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение. Печать металлом методом холодного напыления не затрагивает близлежащие детали, поскольку не требует нагрева и точно нацеливается.

Это позволяет производить ремонт сложных деталей машин на месте. Например, ВВС США продемонстрировали возможность ремонта стыкового соединения обтекателя крыла действующего боеспособного самолета. Традиционные методы потребовали бы восемь недель, чтобы удалить часть. Снятие и замена детали обойдется в полмиллиона долларов.

Помимо возможности ремонта на месте, сам процесс до 100 раз быстрее, чем другие формы 3D-печати металлом, что позволяет сократить время выполнения работ. Он работает с широким спектром металлов и даже позволяет работать с несколькими металлами одновременно. Это позволяет детали быть из твердого титана на одном конце и переходить через диапазон составов сплава, прежде чем изготавливаться из чистого золота на другом конце. Это позволяет настраивать свойства сплава. Отсутствуют вредные испарения. Весь металлический порошок используется без потерь.

Металлические принтеры с холодным напылением достаточно малы, чтобы их можно было перевозить на грузовике для ремонта или производства на месте. Можно даже встроить датчики и электронику в деталь и напечатать поверх них. Хотя это предполагает, что они защищены от воздействия процесса печати.

Ограничения и недостатки

К сожалению, несмотря на то, что он дешевле традиционных методов, он по-прежнему не доступен для домашнего использования. Ограниченное количество провайдеров и текущие рынки ( в основном оборонные, с некоторыми аэрокосмическими приложениями ) предполагают, что это не изменится в ближайшее время. Отпечатанные детали необходимо немного постобработать, чтобы сгладить и сделать отпечаток более четким. Кроме того, напечатать некоторую геометрию просто невозможно из-за физики процесса.

Печать металлом методом холодного напыления — это уникальный процесс, предлагающий уникальные преимущества при работе в сложных условиях. К сожалению, первоначальная стоимость машин не позволит этой технологии широко использоваться. Ограниченная геометрия, вероятно, также ограничит потенциальные области применения. Будущие усовершенствования технологии могут свести на нет эту проблему.

Есть ли у вас какие-либо проекты, в которых эта технология была бы полезна? Дайте нам знать внизу.