Новая технология печати жидким металлом позволяет изготавливать детали в десять раз быстрее

9 февраля 20249 фев 2024

1032

3 мин

Оглавление

Печать жидким металлом по сравнению с электродуговым аддитивным производством
еще интересные статьи по теме:

Метод напыления расплавленного алюминия обеспечивает разрешение в обмен на скорость и масштаб. Стоит ли оно того?

3DMART студия - услуги 3D печати, изготовление запасных частей, заказ образцов, 3D моделирование, разработка корпусов РЭА, 3D формы для настенной плитки.

Это основная дилемма 3D-печати: разрешение и скорость. Сбалансировать их не всегда просто, но иногда быстрее действительно лучше. Похоже, это руководящий принцип для команды исследователей Массачусетского технологического института, которые разработали новую технологию аддитивного производства металлов, которую они назвали жидкометаллической печатью (LMP).

Поместив расплавленный алюминий в слой стеклянных шариков размером 100 микрон, исследователи смогли выполнять 3D-печать металлических объектов со скоростью, в десять раз превышающей скорость аналогичных процессов аддитивного производства металлов (AM). Компромиссом, конечно же, является разрешение.

“Скорость нашего процесса действительно высока, но его также очень трудно контролировать”, - объяснил ведущий автор Зейн Карсан в пресс-релизе. “Это более или менее похоже на открытие крана. Вам нужно расплавить большой объем материала, что требует некоторого времени, но как только вы его расплавите, это все равно что открыть кран. Это позволяет нам печатать эти геометрические фигуры очень быстро.”

Алюминий удерживается в графитовом тигле, в то время как расплавленный материал самотеком подается через керамическую насадку в печатный слой. “Расплавленный алюминий разрушает практически все на своем пути”, - объяснил Карсан. “Мы начали с насадок из нержавеющей стали, затем перешли на титан, прежде чем перейти на керамику. Но даже керамические насадки могут засоряться, потому что нагрев наконечника насадки не всегда полностью равномерен”.

Исследователи экспериментировали с различными материалами для печатного слоя, прежде чем остановиться на стеклянных шариках, включая графитовые порошки и соль. Шарики обладают двойным преимуществом: они способны выдерживать воздействие высокотемпературного расплавленного металла и действуют как нейтральная суспензия для быстрого охлаждения деталей.

Печать жидким металлом по сравнению с электродуговым аддитивным производством

По словам Карсана и его команды, разрешение LMP примерно соответствует разрешению wire arc additive manufacturing (WAAM), поскольку оба требуют значительной постобработки. Однако они также указывают на дополнительное преимущество LMP перед WAAM помимо скорости: единый тепловой цикл печати.

Технология WAAM предполагает многократное расплавление и охлаждение заготовки, что делает ее более подверженной растрескиванию и короблению. Поддержание расплавленного алюминия на протяжении всей сборки снижает вероятность возникновения конструктивных проблем из-за переплавки.

Чтобы продемонстрировать возможности LMP, исследовательская группа напечатала алюминиевые рамы и детали для столов и стульев. Они также показали, что детали, изготовленные с использованием LMP, могут выдерживать последующую обработку, включая прецизионное растачивание и фрезерование резьбы.

“Это совершенно другое направление в том, как мы думаем о производстве металла, которое имеет ряд огромных преимуществ”, - сказал доцент и соавтор Скайлар Тиббитс. “У этого есть и недостатки. Но большая часть нашего искусственного мира — предметы вокруг нас, такие как столы, стулья и здания — не нуждаются в чрезвычайно высоком разрешении. Скорость и масштаб, а также повторяемость и энергопотребление - все это важные показатели.”

Несмотря на то, что все еще существуют препятствия, которые необходимо устранить с точки зрения согласованности и надежности, LMP может радикально изменить ландшафт в технологиях metal AM, не говоря уже о производстве металла в более широком смысле.

ПОСТAВЬ ЛAЙК И ПОДПИШИCЬ, ЭТО ПОДДЕРЖИВАЕТ НАШ КАНАЛ!