Drukowanie 3D w metalu stanie się tańsze i szybsze

Inżynierowie z Graz University of Technology opracowali nową drukarkę 3D do wytwarzania podzespołów z metalu, w której laser zastąpiono diodami LED. Pozwoli to znacznie obniżyć koszty wydruku.

Drukarki 3D potrafią wykorzystywać różnego rodzaju materiały, a jednym z popularniejszych jest metal. Można w ten sposób wytwarzać komponenty używane w wielu urządzeniach, od samochodów, po rakiety kosmiczne.

Urządzenia te wykorzystują laser, którym spiekają kolejne warstwy metalowego proszku, tworząc z niego gotowe elementy. Taka konstrukcja drukarek w znaczący sposób wpływa jednak na koszty produkcji, gdyż drogi jest nie tylko sprzęt, ale również jego eksploatacja spowodowana dużym zużyciem energii. Grupie inżynierów z Graz University of Technology udało się jednak opracować nową drukarkę 3D, która jest znacznie bardziej użyteczna.

Nowa technologia jest szybsza i oszczędniejsza

Laser zastąpiono w niej bowiem technologią LED. Pozwoli to nie tylko skrócić czas produkcji i zużycie metalowego proszku. Ale też zredukować sam koszt urządzenia oraz ograniczyć prace nad końcową obróbką gotowego elementu.

Drukarka wykorzystuje technikę Selective LED-based Melting (SLEDM), która likwiduje dwa największe problemy drukarek 3D wytwarzających części z metalu. Chodzi tu oczywiście o czas wykonania dużej liczby podzespołów oraz czas ich późniejszej ręcznej obróbki. SLEDM wykorzystuje wysokowydajną wiązkę LED, która zawiera diody LED specjalnie przystosowane przez specjalistów od oświetlenia Preworks. Wyposażono ją również w złożony system soczewek, pozwalający na skupienie wiązki światła, w celu uzyskania odpowiedniej mocy.

System soczewek umożliwia podczas procesu topienia zmianę wiązki między 0,05 a 20 mm. Zmienna ostrość LED pozwala stopić większe objętości materiału w jednostce czasu, bez konieczności wykonywania filigranowych struktur wewnętrznych. Brak wewnętrznych filigranowych struktur, aż 20-krotnie skraca czas produkcji komponentów, takich jak ogniwa paliwowe lub technologie medyczne.

Zastosowanie tej technologii, w przeciwieństwie do innych systemów topienia metalu, pozwala także oszczędzać metalowy proszek. Element powstaje bowiem od góry do dołu, co zmniejsza do minimum ilość wymaganego materiału. Istotne jest również to, że niezbędną obróbkę końcową można przeprowadzić jeszcze w trakcie drukowania.

Obecnie drukarka służy do wytwarzania bioresorbowalne metalowe implanty, takie jak śruby wykonane ze stopów magnezu, które łączą złamane kości. Implanty rozpuszczają się w ciele po tym, jak zrośnie się złamanie, co eliminuje potrzebę drugiej operacji usunięcia śrub.

Źródło