Перші спроби створення металевих виробів за допомогою тривимірного друку було зроблено ще наприкінці ХХ століття. Незважаючи на численні невдачі та перешкоди, дослідникам вдалося досягти успіху в даній сфері. Сьогодні 3D-друк металом – процес хоч і витратний, але цілком здійсненний.
Сфери застосування 3D-друку з металу
Предмети інтер’єру
Як правило, за допомогою 3D-принтера з металу створюються предмети побуту невеликих розмірів. Це різні рамки, кріплення, ручки, статуетки, світильники. Предмети інтер’єру з металу мають високу міцність, а характерний блиск створює особливу атмосферу в приміщенні, тому попит на металеві предмети є завжди. На це розраховували у компанії American Standard Brands, яка представила лінійку незвичайних металевих кранів. Змішувачі виготовлені за технологією SLS – селективного лазерного спікання, що дозволяє створити конструкцію будь-якого розміру та форми. Планується виготовити цілу серію цих кухонних приладів. Зрозуміло, таке задоволення буде коштувати недешево – від 12 тис. доларів за один кран. Однак ті, кому це по кишені, зможуть оцінити витонченість та унікальний дизайн приладів.
Засоби пересування
Друкуванням сталевих конструкцій для автомобілів або літаків вже нікого не здивуєш. У США був представлений перший засіб пересування, повністю надрукований на тривимірному принтері. Однак металевими були лише деякі деталі внутрішнього оздоблення машини, корпус виготовлявся із пластику. Натомість команді студентів із Нідерландів вдалося створити майже неймовірне – велосипед, вся конструкція якого, окрім гумових шин, є металевою. Це диво техніки було втілено завдяки використанню тривимірного принтера.
Творці першого у світі велосипеда, сконструйованого за допомогою 3D-друку металом та зварювання елементів, назвали його Arc Bicycle. Виготовляли автомобіль з допомогою спеціально розроблених для цього проекту тривимірних принтерів-роботів.
Архітектура
3D-технології використовуються в архітектурі, як правило, для друку зменшених копій різних споруд, макетів майбутніх будов тощо. Про створення конструкцій у натуральних масштабах поки що йдеться лише як про проекти. Один із найграндіозніших проектів – побудова пішохідного мосту за допомогою тривимірного принтера. Для цього буде використано спеціальне обладнання – два 3D-принтери, які спочатку встановлять на різні береги, потім машини зійдуться на середині вже готового мосту. Звичайно, поки що це лише проект, який, однак, у разі реалізації, може спровокувати революцію у світі тривимірного друку. До того ж команда проектувальників налаштована рішуче.
Основні технології 3D-друку металом
На сьогоднішній день існує кілька технологій, які використовуються для створення металевих виробів.
Селективне лазерне спікання
Ця технологія ще має назву SLS друк або Direct Metal Laser Sintering. Використання цього методу дозволяє створити вироби з урахуванням особливого матеріалу – металевої глини. Спочатку за допомогою технології лазерного спікання виготовлялися примітивні форми. Лише через десять років її стали застосовувати у промисловості.
Як відбувається процес друку. На спеціальну поверхню SLS-принтера наноситься металлоглін, який має порошкову консистенцію, потім розгладжується спеціальним валиком. За допомогою лазерного випромінювання коригується кожен шар металоліни. Деталь друкується за запрограмованим шаблоном.
Електронно-променева плавка
Принцип технології EBM практично нічим не відрізняється від методу селективного лазерного спікання. Головна її відмінність заключається в тому, що шари металоліни друкуються під впливом електроімпульсу. Цей спосіб друку є найдорожчим, оскільки EBM-принтери оснащені спеціальними установками із позолоченими або срібними дзеркалами.
Як відбувається процес друку. Створення виробу відбувається у вакуумі, завдяки чому можна досягти високої деталізації об’єктів. Рух лазерного променя, що коригує шари металоліни, здійснюється за рахунок маніпуляції електромагнітних полів, що дозволяє друкувати конструкції будь-якої складності.
Струмене моделювання методом наплавлення
Технологія FDM або fused deposition modeling є найпростішою та найпоширенішою. З її допомогою можна створювати вироби зі сталі, міді, заліза, золота, срібла та бронзи. Однак даним метод має істотний недолік – неможливість друку високотехнологічних конструкцій.
Як відбувається процес друку. Розплавлений метал видавлюється на охолоджену платформу для друку, шар за шаром, формуючи об’єкт потрібного розміру та форми. Потім конструкції потрібно деякий час для застигання.
Сьогодні 3D-друк із металу все ще є розкішшю. Дозволити собі виробництво конструкцій із використанням тривимірного принтера можуть лише найбільші виробники. Ціна на тривимірний друк металом залежить від наступних факторів:
- тип матеріалу виробу, що виготовляється, і спосіб його обробки після друку;
- розмір, форма та деталізація конструкції;
- терміни виконання замовлення.
Завдяки старанням вчених, дослідників, цілком можливо, що незабаром з’являться дешевші моделі 3D-принтерів по металу, що призведе до масового впровадження тривимірного друку металевих виробів у різних сферах діяльності людини.
Читайте цікаву та корисну інформацію у блозі компанії KLONA, та будьте в курсі всього, що відбувається у світі 3D-технологій!
