Uczeni z MIT opracowali technikę wytwarzania przyrostowego, która pozwala na produkcję wielkogabarytowych części w kilka minut. Proces drukowania ciekłym metalem (LMP) polega na osadzaniu stopionego aluminium wzdłuż określonej ścieżki w złożu drobnych szklanych kulek.
Technika LMP jest co najmniej 10 razy szybsza niż porównywalne procesy wytwarzania dodatków metalicznych. Ale nie jest to procedura idealna, bo chociaż może drukować elementy większe niż te zwykle wytwarzane przy użyciu wolniejszych technik addytywnych i przy niższych kosztach, nie jest w stanie osiągnąć wysokich rozdzielczości.
Nowa technika druku 3D może zrewolucjonizować wiele branż
Zainspirowana wcześniejszymi pracami, grupa badawcza najpierw skonstruowała piec elektryczny “wielkości bochenka chleba” do podgrzewania aluminium – materiału powszechnie stosowanego w budownictwie – powyżej jego temperatury topnienia. Ciekły metal jest następnie przetrzymywany w tyglu grafitowym, po czym przesyłany przez ceramiczną dyszę.
Roztopione aluminium zniszczy prawie wszystko na swojej drodze. Zaczęliśmy od dysz ze stali nierdzewnej, a następnie przeszliśmy na tytan, zanim skończyliśmy z ceramiką. Jednak nawet dysze ceramiczne mogą się zatykać, ponieważ ogrzewanie końcówki dyszy nie zawsze jest całkowicie równomierne. Zain Karsan, doktorant z ETH Zurich
Stopiony metal jest wytłaczany na określoną ścieżkę utworzoną na stole drukarskim składającym się ze 100-mikronowych kulek szklanych, gdzie twardnieje, tworząc strukturę 3D bez konieczności stosowania dodatkowych podpór. Technika ta jest niezwykle szybka i umożliwia wytwarzanie większych obiektów, ale robi to przy stosunkowo niskich rozdzielczościach. Wystarczy spojrzeć na krzesło wytworzone przy użyciu LMP, by wiedzieć, o co chodzi.
Choć wydrukowana rama krzesła jest funkcjonalna, to brakuje jej walorów estetycznych. Technika ta może jednak nie tylko wykorzystać metal z recyklingu lub złom, ale znaleźć zastosowanie w budownictwie i wzornictwie przemysłowym, w którym to wysoka rozdzielczość nie jest priorytetem.
To zupełnie inny kierunek myślenia o produkcji metali, który ma ogromne zalety, ale także swoje wady. Jednak większość naszego świata – otaczających nas rzeczy, takich jak stoły, krzesła i budynki – nie wymaga bardzo wysokiej rozdzielczości. Szybkość i skala, a także powtarzalność i zużycie energii to ważne wskaźniki. Prof. Skylar Tibbits z MIT
W porównaniu z metodą wytwarzania przyrostowego łukiem drutowym (WAAM), która jest powszechnie wykorzystywana w projektach architektonicznych, metal jest topiony w trakcie samego procesu drukowania, przez co jest mniej podatny na pękanie. Badacze chcą kontynuować prace nad maszyną, aby umożliwić spójne ogrzewanie dyszy i zapobiec przywieraniu materiału, a także uzyskać lepszą kontrolę nad przepływem stopionego materiału. Jednak większe średnice dysz mogą powodować nieregularne wydruki, dlatego nadal istnieją wyzwania techniczne do pokonania.
