Apple patentuje na potęgę. Kto, jak kto, ale firma ta może sobie na to pozwolić. Jakiś czas temu opisywałem zgłoszony przez nich patent na kolorowe wydruki 3D. Tym razem zgłoszenie dotyczy nowej metody wytwarzania obudów podzespołów elektronicznych, wykorzystującej drukowane w 3D formy oraz ciekły metal.
Głównym założeniem wniosku patentowego jest metoda wypełniania, drukowanych w 3D form, amorficznym stopem metalu. Celem tego procesu jest uzyskanie szkła metalicznego, które charakteryzuje się bardzo wysoką wytrzymałością oraz elastycznością i odpornością na odkształcenia. Nadają się zatem idealnie do tworzenia obudów do wszelkiego rodzaju urządzeń elektrycznych.
Metoda, którą proponuje Apple może zastąpić tę stosowaną do tej pory, która jest bardzo czasochłonna oraz nieekonomiczna. Jest to jeden z najstarszych procesów przemysłowych, polegający na odlewaniu ciekłego metalu w ceramicznych formach. Wadą takiego rozwiązania są przede wszystkim wysokie koszty oraz straty materiału. Kolejnym istotnym problemem jest zachowanie odpowiedniego procesu technologicznego, który wpływa na uzyskanie amorficznego odlewu, bez struktury krystalicznej. Aby się to udało, stop metalu musi być zestalony i chłodzony w stosunkowo wolnym tempie. Tempo to ma bardzo istotny wpływ na strukturę odlewu, ponieważ gdy zjawisko będzie zachodzić zbyt wolno, może powodować powstawanie fazy krystalicznej, co stanowi element niepożądany, ponieważ korzyści zapewniane przez stan amorficzny nie zostaną zachowane. Faza krystaliczna może pojawić się również w wyniku zanieczyszczeń stopu.
Podsumowując, więc w zgłoszeniu patentowym znalazły się między innymi rozwiązania dwóch najistotniejszych kwestii związanych z procesem wytwarzania szkła metalicznego: cięcie kosztów oraz sposobu na wyeliminowanie z odlewu fazy krystalicznej.
Pierwszy z problemów został rozwiązany przy udziale technologii druku 3D. Dzięki niej wyeliminowano kosztowne formy ceramiczne. Poza tym druk 3D zmniejsza czas wykonania właściwej formy poprzez możliwość szybkiego prototypowania i wykonywania kilku form równocześnie.
Z kolei problem kwestii krytycznego punktu chłodzenia stopu rozwiązano poprzez szereg czynności (diagram poniżej), z których wymienić, w dużym uproszczeniu, można np. usuwanie niechcianych pęcherzy powietrza oraz kryształów, poprzez hartowanie stopu, gdy znajduje się on jeszcze w drukowanej w 3D formie.
Obudowy wykonane ze szkła metalicznego znajdują zastosowanie w wielu urządzeniach użytku codziennego, począwszy od telewizorów poprzez tablety, telefony, czy chociażby konsole do gier. Materiał ten nadaje im wymaganej wytrzymałości oraz odporności na uderzenia.
Źródło: www.3ders.org
