Brytyjscy naukowcy opracowali szybszą metodę druku 3D z metalu

Naukowcy  z Uniwersytetu Sheffield w Wielkiej Brytanii opracowali nową metodę druku 3D w technice spiekania proszku metalowego. Diode Area Melting (DAM) jest najszybszą i najbardziej wydajną energetycznie alternatywą dla najczęściej stosowanego spiekania jedną wiązką laserową.

Metoda DMLS, czyli selektywnego spiekania proszku metalowego za pomocą wiązki laserowej wykorzystywana jest najczęściej w przemyśle do produkcji prototypów, jak również wszelkiego rodzaju komponentów i części funkcjonalnych. Jej najsłabszą stroną jest zdecydowanie czasochłonność, uzależniona od prędkości z jaką może poruszać się wiązka lasera. DAM jest w stanie w znacznym stopniu przyspieszyć ten proces, za sprawą układu wielu źródeł emitowanej energii, która jest w stanie spiekać metalowy proszek na większym obszarze.

Pierwszym założeniem metody miało być rozproszenie wiązki laserowej na kilka równoległych promieni. Rozwiązanie to nie sprawdziło się z powodu zmniejszenia w ten sposób jej mocy, co powodowało brak możliwości osiągnięcia odpowiedniej temperatury, która byłaby w stanie aktywować proces spajania proszku.

Podobny efekt uzyskano stosując niskiej mocy moduły diod LED. Jakość emitowanej przez nie wiązki okazała się być bardzo słabej jakości. Był to jednak dobry kierunek, a kluczem do sukcesu okazało się zastosowanie modułów LED’owych o odpowiedniej długości fali. Krótsza długość fali, wynosząca 808 nm w znacznym stopniu poprawiła efektywność całego procesu, ponieważ pozwala na uzyskanie temperatury wynoszącej ponad 1400°C w czasie zaledwie kilku milisekund. Warunki takie pozwalają na pracę z takimi materiałami, jak na przykład stal nierdzewna klasy 17-4.

Zastosowanie paneli emitujących wiele wiązek pozwala na spiekanie proszku metalowego na znacznie większym obszarze, czyli o wiele szybciej niż w tradycyjnej metodzie. Ponadto możliwość wyłączenia nieużywanych w danym momencie wiązek umożliwia znacznie lepsze zarządzanie energią, poprawiając jego efektywność.

Kolejnym celem, obranym przez brytyjskich naukowców jest możliwość rozszerzenia metody o przetwarzanie polimerów oraz praca z wieloma materiałami w obrębie jednego urządzenia, poprzez odpowiednie sterowanie długością fali wiązki laserowej.

Źródło: www.3ders.org