Nowa metoda druku 3D z metalu z wykorzystaniem wody
Kanadyjski startup Rapidia opracował nowy proces druku 3D z metalu, który budowanie obiektu wykonuje w sposób zbliżony do technologii FDM. W odróżnieniu od tej technologii jako nośnika i lepiszcza proszku metalowego nie używa się jednak polimeru, lecz zwykłej… wody.
Można śmiało użyć stwierdzenia, że Rapidia działa w pełnej konspiracji. Firma ma bowiem trzy lata, a świat usłyszał o niej raptem trzy miesiące temu. Ich nowy proces druku 3D z metalu jest bardzo podobny do rozwiązań, które drukują z tego tworzywa wytłaczając go z dyszy, ale zastosowany nośnik proszku metalowego sprawia, że sam proces wykończeniowy jest sporo krótszy oraz o wiele prostszy.
W konwencjonalnym druku 3D z metalu, w którym nie korzystamy z bezpośredniego spieku proszku metalowego, tylko z wytłaczarek i głowic, nośnikiem proszku metalowego jest polimer. Materiał dostarczany jest wówczas w postaci filamentu, w którym zawartość metalu dochodzi do około 80%. Polimer wykorzystany jest tutaj do utrzymania proszku w jednym kawałku, tak aby można go było dostarczyć do głowicy drukującej.
Po wykonaniu modelu musimy poddać go jeszcze dwóm procesom, zanim otrzymamy finalny obiekt. Pierwszym z nich jest usunięcie polimeru przy pomocy chemii lub podwyższonej temperatury, w drugim umieszczamy model w temperaturze spieku danego materiału, gdzie uzyskuje on swoją ostateczną formę i wytrzymałość. W technologii, którą opracowała Rapidia omijamy pierwszy z tych procesów.
W metodzie Kanadyjczyków materiał dostarczany jest w specjalnej tubie w postaci pasty, która składa się z proszku metalowego oraz zwykłej wody. Tworzywo to dostarczane jest do cienkiej dyszy, która rozprowadza go warstwa po warstwie, tak jak w technologii FDM. Sama woda z metalem nie posiada jednak konsystencji, która umożliwiłaby formowanie określonych kształtów, dlatego też dodatkowym składnikiem jest odrobina określonego spoiwa. Co więcej drukarka 3D Rapidia wyposażona jest w dwie dysze drukujące, z których jedna wykorzystywana jest do nakładania łatwousuwalnego materiału podporowego.
Ze względu na fakt wykorzystania wody oraz tego, że użyte spoiwo łatwo odparowuje z mieszaniny, nie potrzebujemy stosować w tym wypadku procesu jego usuwania. Zaraz po zakończeniu druku 3D wkładamy model do pieca rozgrzanego do temperatury 1200oC – 1400oC, gdzie następuje odparowanie lepiszcza oraz bezpośrednie spiekanie samego proszku metalowego. Dzięki pominięciu jednego z etapów proces ten jest o wiele bardziej wydajny i powinien być również tańszy.
Zastosowanie mieszaniny wody z określonym lepiszczem będzie najprawdopodobniej stanowić przeszkodę w stosowaniu własnych materiałów do druku 3D, dlatego też Rapidia sprzedaje własne kartridże z określonymi tworzywami. Ich cena szacowana jest na około 100 $ za kilogram. Koszt instalacji całego systemu, który składa się z drukarki 3D oraz pieca wynosi 175 000 $.
Źródło: www.fabbaloo.com, www.rapidia.com
