AFFC – nowa metoda wytwarzania łącząca zalety technologii FDM i odlewania

Naukowcy z Fraunhofer IPA opracowali nowatorską metodę produkcji łączącą druk 3D oraz odlewanie. Kombinacja polega na drukowaniu z rozpuszczalnego w wodzie tworzywa formy odlewniczej, która następnie wypełniania jest innym polimerem. Dzięki temu łączy się zalety druku 3D – elastyczność i niski koszt – z możliwością szybkiego wytwarzania dużych, pełnych elementów, które mają lepsze właściwościach mechanicznych.

Wytwarzanie metodą FDM, mimo licznych zalet, posiada też sporo ograniczeń. Drukowany materiał układany jest w oddzielnych, równoległych pasmach, przez co jego właściwości mechaniczne są gorsze niż w przypadku odlewania. Ponadto, ponieważ warstwy materiału nakładane są jedna po drugiej, wydruk pełnych elementów o sporej objętości zajmuje bardzo dużo czasu. Wreszcie technika FDM nadaje się tylko do wytwarzania elementów z tworzyw termoplastycznych, duroplasty (tworzywa, które utwardzane są nieodwracalnie i nie można ich stopić) są poza jej możliwościami.

Zespół z Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung opracował nową metodę wytwarzania, którą nazwano additiven Freiformgießen, co dosłownie można przetłumaczyć na addytywne odlewanie bezformowe (angielskie źródła nazwały nową metodę Additive Freeform Casting, AFFC). W pierwszej kolejności z rozpuszczalnego w wodzie polimeru (zastosowano poli(octan winylu), PVA) drukowana jest forma odlewnicza. Następnie do formy wlewana jest automatycznie odpowiednia ilość żywicy poliuretanowej lub epoksydowej, która zastyga w ciągu 3 min. Cykl drukowania i odlewania można powtarzać w celu otrzymania wyższych elementów o skomplikowanej geometrii. Po odlaniu całego elementu forma z PVA rozpuszczana jest w wodzie.

Metoda AFFC pozwala na produkcję elementów o właściwościach mechanicznych lepszych od drukowanych metodą FDM, a jednocześnie proces jest całkowicie zautomatyzowany i szybki. Nowa metoda jest też bardziej uniwersalna, bo w drukowanych z PVA formach odlewane mogą być także duroplasty. Potencjalne zastosowania AFFC dotyczą różnych gałęzi przemysłu. Twórcy nowej techniki podają jako przykład materiały izolacyjne i pianki.

Na razie udało się potwierdzić, że metoda sprawdza się w małej skali. Ponieważ testy prototypowego urządzenia przebiegły bardzo pomyślnie, naukowcy poszukują partnerów przemysłowych, którzy pomogliby skomercjalizować metodę AFFC.

źródła: www.ipa.fraunhofer.de, 3dprintingindustry.com