Jak Honda wykorzystuje druk 3D z papieru do produkcji detali z włókna węglowego…?

0

Irlandzki Mcor Technologies to dość wyjątkowa firma, wyróżniająca się na tle innych producentów wysokobudżetowych drukarek 3D. Założona w 2005 roku przez dr Conora MacCormacka i Fintana MacCormacka, od ponad dekady rozwija unikalną technologię druku 3D z papieru o nazwie SDL (selective deposition lamination). Jej dwoma najważniejszymi zaletami jest tworzenie pełnokolorowych wydruków o niespotykanym w innych rozwiązaniach nasyceniu kolorów oraz niewielkie koszty eksploatacji.

Firma posiada w ofercie dwa typy maszyn – Mcor IRIS wykorzystuje w druku 3D zwykłe arkusze papieru w formacie A4, podczas gdy Mcor ARKe drukuje na arkuszach w roli. O ile IRIS to dość spore gabarytowo urządzenia, ARKe z powodzeniem są w stanie zmieścić się na większym biurku.

Proces technologiczny w IRIS przebiega w następujący sposób:

  • najpierw w pierwszej komorze roboczej arkusze A4 zwykłego papieru używanego w drukarkach biurowych lub domowych są zadrukowywane w pełnym kolorze atramentem
  • następnie są przenoszone do drugiej komory roboczej gdzie ploter wycinana kształt danej warstwy
    następnie arkusz jest pokrywany klejem, na niego jest nakładany kolejny arkusz papieru po czym arkusze są prasowane
  • po zakończeniu całego procesu druku 3D, z bryty arkuszy zdejmuje się niesklejone fragmenty papieru „wydobywając” na wierzch gotowy model
  • dzięki temu, iż poszczególne arkusze były prasowane, model jest twardy i przypomina bardziej kolorowy kawałek drewna niż papier; posiada również niemożliwe do uzyskania na jakiejkolwiek innej technologii druku 3D mocno nasycone kolory.

W ARKe druk 3D przebiega nieco inaczej. Dzięki temu, iż zrezygnowano z pojedynczych arkuszy papieru na rzecz roli, zniknęła konieczność stosowania dwóch oddzielnych komór roboczych, a kolejne arkusze nie są już prasowane, lecz zgrzewane.

Do tej pory wykorzystanie drukarek 3D Mcora było dość ograniczone i sprowadzało się do tego samego co w urządzeniach 3D Systems drukujących w proszkowej technologii CJP, czyli tworzeniu kolorowych modeli koncepcyjnych lub makiet architektonicznych. Biorąc pod uwagę, że CJP jest bez porównania bardziej rozpowszechnione niż SDL, a i sam proces postprocessingu jest dużo łatwiejszy (usuwanie fragmentów niespojonego papieru z modeli 3D jest bardzo żmudnym zajęciem wymagającym nie lada precyzji), maszyny Mcora były cały czas traktowane przez większą część branży jedynie jako ciekawostka. Tymczasem dość nieoczekiwanie koncern motoryzacyjny Honda znalazł zupełnie nowe zastosowanie dla tej technologii, sprawiając że być może okaże się ona dłuższą metę przydatna w przemyśle?

Mcor-01

Jednym z najciekawszych choć wciąż trudnych do zdobycia obszarów wykorzystania technologii przyrostowych w druku 3D jest drukowanie z włókien węglowych. Do tej pory tego typu rozwiązanie oferuje firma Markforged, wykorzystująca w druku 3D technologię FDM. Honda wpadła na nieco inny pomysł. Zamiast drukowania detali z włókna węglowego – a z konkretnie CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics – tworzyw wzmacnianych włóknem węglowym), drukuje na Mcorze IRIS matryce, na których odbijane są finalne detale.

mcor-wlokno-weglowe

Matryce wykonane z papieru w technologii SDL, mają właściwości fizyczne zbliżone do drewna. Nie są podatne na wysokie temperatury jak termoplasty i wytrzymują duże ciśnienia bez ryzyka deformacji. Jak twierdzi dr MacCormak, matryca zainstalowana w autoklawie wytrzymuje 135°C oraz 0,5 MPa. Jako, że w procesie druku 3D poszczególne warstwy matrycy są precyzyjnie wycinane nożami plotującymi, doskonale zachowują zadane wymiary. Po wydrukowaniu i oczyszczeniu z resztek niesklejonego i niesprasowanego papieru, matryce są pokrywane sprayem teflonowym, co pomaga w łatwym zdejmowaniu z ich powierzchni odbitego detalu z włókna węglowego.

Główną przewagą papierowych matryc nad tradycyjnymi jest oczywiście czas i koszt ich wytworzenia. Matryce są frezowane z metalu, przez co są ok. 10 razy droższe od form papierowych. Rozwiązanie Hondy jest wciąż w fazie testów, jednakże koncern jest póki co bardzo zadowolony z efektów.

Wg MacCormaka nie jest to jedyne wykorzystanie technologii SDL w przemyśle, wskazując również na możliwość drukowania rdzeni do form do odlewów. Gdyby powyższe rozwiązania się upowszechniły, przed maszynami Mcora mogłyby się otworzyć dużo szersze możliwości niż obecnie. Udowodniłoby to także po raz kolejny, że to co w druku 3D ma najmniejsze znaczenie to kolor…

Źródło: www.engineering.com

Udostępnij.

O autorze

Paweł Ślusarczyk

Prezes zarządu CD3D Sp. z o.o. oraz Business Development Manager. Posiada ponad 12-letnie doświadczenie w biznesie, zdobyte w branży IT, reklamowej i poligraficznej. Od stycznia 2013 roku związany z drukiem 3D.

Rozmowa
z Cedrykiem
?