Stopy aluminium mają zalety wysokiej wytrzymałości, odporności na korozję i dużej zdolności do recyklingu i są uważane za idealne materiały do lekkich samochodów. Druk 3D oraz stopy aluminium zostały wykorzystane przez producentów do opracowania specjalnych części, w tym złożonych geometrii i konformalnych kanałów chłodzących. Jednak ze względu na niskie korzyści ekonomiczne, technologia ta nie była powszechnie stosowana w produkcji samochodów, a odlewanie i otwieranie form nadal są głównymi metodami produkcji. Jak rozwiązać wysoki koszt druku 3D i naprawdę wypromować go do masowej produkcji to szansa i wyzwanie dla firm drukujących 3D.
Alloy Enterprises, firma zajmująca się drukowaniem 3D, opracowała nowy proces drukowania 3D, który ma na celu dostarczanie wysokowydajnych, w pełni gęstych części aluminiowych, umożliwiając producentom skalowanie od prototypowania do masowej produkcji. Ten selektywny proces łączenia dyfuzyjnego, zaprojektowany dla aluminium, wykorzystuje zastrzeżone aluminium płatkowe jako surowiec, a nie proszek. Rozumie się, że ten nowy proces będzie w stanie zwiększyć skalę produkcji, obniżyć koszty oraz poprawić bezpieczeństwo i łatwość użytkowania; jednocześnie pomoże drukowi 3D uzyskać szersze zastosowanie w branżach takich jak motoryzacyjny i przemysłowy, a ostatecznie zastąpi tradycyjne odlewy, takie jak odlewnictwo.
W kierunku masowej produkcji kluczem jest materiał
Selektywne spajanie dyfuzyjne to proces oparty na arkuszach, który jest rodzajem warstwowej produkcji litej. Jeśli chodzi o materiały, firma nie wymyśliła nowej metody produkcji do produkcji nowego surowca aluminiowego, ale uzyskała go przy użyciu tego samego procesu walcowania aluminium, który jest stosowany do folii aluminiowej i puszek po napojach. Mówi się, że koszt to 1/25 proszku aluminiowego. Oprócz kosztów, nieużywanie proszku eliminuje również takie etapy, jak pieczenie, przesiewanie i odkurzanie. Walcowane aluminium nie niesie ze sobą zagrożeń związanych z proszkami metali, proces nie wymaga sprzętu ochronnego, takiego jak maski oddechowe lub specjalnego przechowywania, i nie ma ryzyka wybuchu materiału.
2 maszyny współpracują, tną i sklejają
Selektywne klejenie dyfuzyjne używane 2 maszyny. Pierwsza, zwana maszyną Construct, wykorzystuje laser do wycinania konturów części i układania arkuszy w stos, a następnie nakłada inhibitor na określone obszary materiału w celu utworzenia podpór. Jednocześnie maszyna może również skanować i sprawdzać każdą warstwę, aby zapewnić jakość produktu i poprawić wskaźnik powodzenia drukowania.
Po ich zakończeniu operator przenosi część do maszyny Bond. W tej maszynie części przechodzą proces łączenia dyfuzyjnego, aby połączyć ze sobą arkusze materiału, z wyjątkiem obszarów pokrytych inhibitorem. W procesie łączenia dyfuzyjnego arkusze są układane w jeden kawałek materiału, a następnie materiał podporowy jest usuwany i poddawany obróbce cieplnej w celu uzyskania końcowej części.
Podobnie jak w przypadku konwencjonalnych odlewów, wtórne wykończenie można wykonać za pomocą CNC, ale drukowanie 3D może wytwarzać złożone geometrie i konformalne kanały chłodzące w porównaniu z odlewaniem. Ponadto, produkowany z wysokowytrzymałych stopów aluminium (takich jak 6061), jego właściwości mechaniczne przewyższają tradycyjne odlewy, a wymagany czas jest krótszy.
Aby zrealizować rzeczywistą ekonomiczną masową produkcję druku 3D z metalu, potrzeba więcej nowych technologii. Podobnych innowacji oczekujemy również od rodzimych przedsiębiorstw, które przyniosą więcej niespodzianek na przyszłym rynku druku 3D.