SIS – nowy proces, który może sprawić, że druk 3D z metalu będzie prostszy i bezpieczniejszy

5

Niedawno powstał nowy proces drukowania 3D, który może znacznie obniżyć bariery dla druku 3D: SIS – selektywne hamowanie spiekania metalowego proszku (Selective Inhibition Sintering). Koncepcja została opracowana i opublikowana w wrześniu 2014 przez Paymana Torabiego, Matthew Petrosa i Behrokh Khoshnevisa z Uniwersytetu Południowej Kalifornii. Ale najpierw trochę tła. Druk 3D z metalu odbywa się poprzez „selektywne spiekanie” (Selective Sintering) lub „selektywne osadzanie” (Selective Deposition). W selektywnym spiekaniu źródło ciepła (zwykle lasera dużej mocy) łączy ze sobą metalowe cząstki składające na kształt obiektu. W selektywnym osadzaniu metalu materiał topi się i osadza na każdym miejscu odpowiadającym kształtu obiektu. Nowy proces, oferuje zupełnie inny sposób. Zamiast samego zgrzewania obiektów ze złoża cząstek metalu, stosuje się specjalny inhibator (roztwór spowalniajacy) na obwodzie przedmiotu. Następnie metalowy proszkek wypala się w piecu i stapia cząstki metalu, które nie zostały zahamowane. Cząstki pokryte inhibatorem pozostają luźne.

Ma to wiele zalet w stosunku do obecnych procesów:

  • ciekły roztwór hamujący może być szybko instalowany przy użyciu znanych technologii atramentowych w bardzo wysokiej rozdzielczości
  • ciecz spowalniająca wymaga bardzo mało energii w porównaniu do laserów lub łuków wysokiego napięcia stosowanych w innych procesach
  • drukowanie może być znacznie szybsze ze względu na szybkość atramentowej technologii oraz to, że piec stapia cały obiekt jednocześnie
  • przedmioty wykonane z użyciem technologii SIS są wytrzymalsze niż stopione cząstki metalu i nie mają żadnych wiązań czy dodatków a temperatury procesu topnienia można dokładnie kontrolować.

Zespół zbudował prototyp maszyny zdolnej do realizacji techniki SIS i faktycznie wyprodukowali kilka użytecznych przedmiotów metalowych, takich jak klucz prezentowany na zdjęciu powyżej.

SIS-metal-machine

Nie jestem pewny czy nowy proces wstrząśnie przemysłowym drukiem 3D z metalu, po jego wprowadzeniu na rynek. Jest to jakiś krok ale cena drukarki (ok. 5000$) bardziej oscyluje w okolicy zastosowań przemysłowych niż w możliwości postawienia drukarki w biurze. Należy spodziewać się, że z czasem same drukarki 3D zostaną rozwinięte na tyle, aby być znacznie tańsze i bardziej skuteczne.

Źródło: www.fabbaloo.com
Grafika: [1] [2]

Udostępnij.

O autorze

Marcin Kwapisz

Posiada kilkunastoletnie doświadczenie w biznesie w zakresie sprzedaży. Oprócz tego prowadzi szkolenia informatyczne i zajmuje się profesjonalną fotografią cyfrową.

  • Maciej Patrzałek

    „W selektywnym osadzaniu metalu materiał topi się i osadza na każdym miejscu odpowiadającym kształtu obiektu” prosze autora o rozwinięcie myśli…

    • Marcin Kwapisz

      Przepraszam za opóźnienie, nie zwykłem odpisywać a tym bardziej kontrolować czy ktoś komentuje. Chyba czas to zmienić.

      Nie ma co rozwijać, to zwykły błąd, bo oczywiście materiał najpierw się osadza a potem topi.

  • Paweł Kalinowski

    Niektóre stosowane w artykule pojęcia są nie tyle niefachowe, co w rzeczywistości opisują zupełnie inne zjawiska czy procesy. Jest to do zaakceptowania biorąc pod uwagę brak wykształcenia inżynierskiego autora, natomiast kilku sformułowań po prostu nie rozumiem i proszę o ich wyjaśnienie.
    Po pierwsze opis technologii SIS samej w sobie wydaje mi się być mglisty. Mam pewne podejrzenie jak to może działać, ale nie pokrywa się to z opisem. Po drugie: „przedmioty wykonane z użyciem technologii SIS są wytrzymalsze niż stopione cząstki metalu i nie mają żadnych wiązań czy dodatków a temperatury procesu topnienia można dokładnie kontrolować.” – dla mnie to już całkiem niezrozumiałe. O jakie wiązania czy też dodatki, których nie ma, miałoby chodzić? Po trzecie podpisuję się pod pytaniem przedmówcy o rozwinięcie myśli – o jakiej konkretnie technologii, jakiej firmy mowa?

    • Marcin Kwapisz

      To prawda skończyłem Wydział Matematyki Uniwersytetu Łódzkiego na kierunki Informatyki więc inżynierem zostać nie mogłem. Abym mógł odpisać na resztę „zarzutów” należało by podać jakieś argumenty w tym pierwszym akapicie.

      Opis technologi SIS jest mglisty bo powstał na podstawie 2 artykułów których autorzy też nie widzieli urządzenia na oczy. Prawda jest taka że dopóki któryś z nas nie zobaczy tej drukarki na oczy albo firma ujawni więcej szczegółów to nie dowiemy się jak to rzeczywiście działa. Moim zdaniem słowem kluczem jest tu: inhibitor.

      A akurat to niezrozumiałe zdanie przetłumaczyłem dosłownie, więc może po angielsku będzie bardziej zrozumiałe:

      Objects made using SIS are stronger as the fused metal particles have no binders or additives, and the melting process temperatures can be precisely controlled.

      • Paweł Kalinowski

        W sensie chodzi o listę pojęć?

        Metody SLS i SD (drugiej nie znam, ale jest tam napisane, że metal jest stopiony) nie są zgrzewaniem.
        Proszków metali się nie wypala, a spieka – przyznaję, że w tym miejscu chodziło o różnice w nazewnictwie – nie ma się co przejmować, że czasem czepiam się szczegółów. 😉
        Trzeci punkt (myślnik) – wnika z niego, że całość jest topiona, a nie jak wskazuje nazwa procesu – spiekana.

        Zgodzę się z przedmówcą, że pewnie wiele niejasności wynika z niepełnej wiedzy autorów artykułów. Myślę, że nie ma sensu dywagować nad tym, jak to być może wygląda w praktyce.