Proces 3D tlače BJ binder jetting pre kovovú 3D tlač

Existujú štyri hlavné typy procesov 3D tlače kovov: fúzia práškového lôžka (PBF), striekanie materiálu (MJ), striekanie spojiva (BJ) a priame nanášanie energie (DED). V dvoch predchádzajúcich článkoch som poskytol podrobné vysvetlenia PBF a MJ. V tomto článku sa hlbšie ponoríme do princípov, výhod a nevýhod 3D tlače (BJ), čím poskytneme hlbšie pochopenie týchto typov kovovej 3D tlače.

Binder jetting primárne kombinuje prášok s tekutým spojivom na vytvorenie pevných častí. Preto ho možno považovať za proces 3D tlače, ktorý kombinuje princípy SLS 3D tlače a materiálu tryskaním. Podobne ako pri 3D tlači SLS, aj tu sa musí materiál vložiť do násypky na prášok pred začatím procesu 3D tlače. Proces rozprašovania BJ spojiva však nevytvára teplo počas procesu 3D tlače, čo znamená, že prášok sa nezohrieva ako pri 3D tlači SLS. 3D tlač sa začína nanesením jednej vrstvy prášku na konštrukčnú platformu. 3D tlačová hlava nanáša prášok a selektívne rozprašuje kvapôčky spojiva. Predstavte si kvapôčky spojiva ako lepidlo na častice prášku. Kvapky selektívne pristávajú a prichádzajú do kontaktu s práškom, spájajú častice dohromady a vytvárajú pevnú látku. Po vytlačení jednej vrstvy platforma 3D tlače klesá a tento cyklus sa opakuje, kým nie je dokončený požadovaný model.

Pretože 3D tlač BJ binder jetting môže byť použitá s rôznymi druhmi prášku, môže byť okrem SLM a DMLS použitá aj pre kovovú 3D tlač. V porovnaní so SLM a DMLS však kovové časti vyrobené 3D tlačou s kovovým spojivom majú slabšie mechanické vlastnosti, čo si vyžaduje väčšie úsilie pri dodatočnom spracovaní. Infiltrácia a spekanie sú dve hlavné operácie po{6}}spracovaní:

1. Infiltrácia

Po 3D tlači musí cieľový model odpočívať v prášku niekoľko hodín, kým model úplne nestuhne. Potom sa model umiestni do pece a zahreje sa. Táto operácia primárne odstráni spojivo v rámci modelu. Zahrievanie však vytvára dutiny v miestach, kde sa nachádza spojivo, čo má za následok zlé mechanické vlastnosti. Na vyriešenie tohto problému sa často používa kapilárny proces na infúziu kovu s nízkou teplotou topenia do týchto dutín, čím sa zvyšuje hustota a pevnosť dielu. Bronz je najbežnejší kov používaný na infiltráciu.

2. Spekanie

Po bežnom post{0}}vytvrdnutí 3D tlače je model vystavený vyšším teplotám v peci, aby sa vyvolalo spekanie, čím sa efektívne zvýši hustota a pevnosť modelu.

Okrem 3D tlače s kovovým spojivom je dôležitou technológiou 3D tlače aj jetovanie pieskom (Sand BJ). Okrem tekutých spojív sa v tomto procese bežne používa aj pieskovec alebo umelý piesok, často označovaný ako „kremičitý piesok“. Pieskovú 3D tlač BJ je samozrejme možné použiť aj s práškom PMMA na báze pieskovca -na vytvorenie úžasných plnofarebných 3D tlačených modelov-.

Výhody 3D tlače Binder jetting:

1. Keďže 3D tlač BJ binder jetting nevytvára teplo počas procesu tlače, účinne zabraňuje tepelným-poruchám, ako je deformácia, ku ktorým dochádza pri iných procesoch 3D tlače.

2. Tento proces 3D tlače je 100 % recyklovateľný pre nepoužitý prášok, čo ponúka významné výhody v dostupnosti materiálu a nákladovej-efektívnosti.

Nevýhody 3D tlače s technológiou Binder jetting:

1. Vzhľadom na princíp 3D tlače tohto procesu sú celkové mechanické vlastnosti vyrobených modelov relatívne zlé a štrukturálna pevnosť je výrazne nižšia ako pri iných kovových 3D tlačových procesoch na trhu.

2. Tento proces 3D tlače má tiež určité obmedzenia pri výbere materiálu. Avšak s neustálym technologickým pokrokom sa očakáva, že tieto nevýhody budú prekonané.

Z toho je vidieť, že každý proces 3D tlače kovov má svoje výhody aj nevýhody. Preto, keď sa používatelia rozhodnú kúpiť model, musia tiež plne porovnať svoje vlastné potreby a podľa potreby zadať objednávku.