Сегодня - о 3D-печати выборочным сплавлением слоя порошка пластмассы с использованием ИК-ламп и струйного нанесения специальных чернил, поглощающих и/или отражающих ИК-излучение.
Разговор об группе аддитивных технологий «Синтез на подложке» был бы не полным без рассказа еще об одной оригинальной технологии – спекании порошка ИК-лампами с использование струйного нанесения чернил.
Способ очень прост и оригинален – черные предметы нагреваются сильнее белых. На слой белого порошка наносится рисунок поперченного сечения детали черными чернилами при помощи струйных головок от «обычного» (2D) струйного принтера. Далее осуществляется облучение слоя мощными ИК-лампами. Белый порошок остается неспеченным, а под черными чернилами – спекается в монолитную деталь – см. рисунок.
Последовательность стадий на рисунке (слева-направо):
- формирование слоя порошка
- нанесение рисунка чернилами
- нагрев ИК-излучением
- итог – спеченная деталь
Первенцем этой технологии стала компания Voxeljet. Которая назвала технологию HSS (High Speed Sintering) – высокоскоростное спекание.
Строго говоря фирма Hewlett Packard принтеры по аналогичной технологии выпустила раньше – 2016 г. Но о них – в конце статьи.
Сам принцип был предложен профессором университета Лафборо (Великобритания) Нилом (Нейлом) Хопкинсоном ещё в начале 2000-х годов. В 2017 году Хопкинсон переходит фирму Xaar – лидера в области разработки и производства головок для струйной печати в самых различных областях.
Совместно с фирмой Voxeljet была разработана технология HSS и создан 3D-принтер VX200.
Кроме принтеров по технологии HSS компания Voxeljet выпускает принтеры по технологии «струйное нанесение связующего» для печати литейных форм из силикатного песка или выжигаемых моделей из PMMA. Струйные головки – естественно фирмы Xaar. Принтеры технологии HSS имеют аббревиатуру HSS в конце названия - VX200 HSS.
Принтеры по технологии HSS начали поставляться на рынок с 2018 года.
В принтерах используются струйные пьезоголовки от Xaar и масляные чернила.
Внешний вид принтера:
Примеры печати:
В 2018 году к проекту примкнула знаменитая Stratasys - Stratasys и Xaar PLC создали совместное предприятие Xaar 3D Limited, и выпустили принтер по технологии SAF (Selective Absorption Fusion) – выборочное наплавление абсорбцией.
Сама технология идентична технологии HSS и отличается только названием. Сам принтер называется H350.
Внешний вид принтера:
Примеры печати:
В 2014 году знаменитый производитель струйных принтеров Hewlett Packard презентовала новую технологию печати - MJF (Multi Jet Fusion) – многосопловое (струйное) сплавление.
В 2016 началось серийное производство и продажа первых двух моделей – HP Jet Fusion 3D 3200 и HP Jet Fusion 3D 4200 вы.
Те, кто знаком со струйниками HP знают, что HP использует термопечатающие головки, а не пьезоголовки. Они могут работать только с чернилами на водной основе. В отличие от масляных чернил чернила на водной основе не смачивают порошок, а осаждаются на поверхности каплей. Это требует дополнительных хитростей для спекания порошка. Во-первых используется предварительный нагрев порошка перед нанесением чернил. Во-вторых используется два типа чернил – с черным пигментом для областей, подвергаемых спеканию, и «отражающие» – для охлаждения соседних областей для улучшения качества поверхности и обеспечения более резких и точных границ спекания – см.рисунок:
На рисунке показаны стадии печати слоя:
a - формирование слоя порошка
b - предварительный прогрев
c - нанесение черных чернил по сечению выращиваемой детали
d - нанесение "белых" чернил по контуру детали
e - прогрев для окончательного спекания порошка
f - завершение печати слоя
План расположения оборудования и перемещений принтера:
Внешний вид современных принтеров по этой технологии от HP:
Примеры печати:
Согласитесь – достаточно интересная и оригинальная технология. Причем, среди линейки принтеров HP есть 3D-принтеры, способные на полноцветную 3D-печать. Но о них - в следующий раз.
В основном принтеры по данной технологии позиционируются как более дешевая и более производительная альтернатива SLM-машинам, и они могут работать с полиамидами (в основном PA12) и TPU.
Назвать эту технологию известной и популярной – трудно, но свою нишу на рынке аддитивных машин они уже заняли.
Путеводитель по каналу:
Вводная статья про группу технологий «Синтез на подложке»:
Следующая статья по теме:
