Czym jest hybrydowy druk 3D? Boeing i AMRC patentują nowy sposób wytwarzania przestrzennego

Technologie addytywne sukcesywnie zastępują klasyczne metody wytwarzania, dając możliwość tworzenia złożonych geometrii przy jednoczesnej oszczędności materiału a także czasu. Naukowcy wciąż prowadzą prace zarówno nad zautomatyzowaniem całego procesu druku 3D a także poszerzeniem zakresu jego możliwości. Specjaliści z AMRC (jednostka Uniwersytetu w Sheffield odpowiedzialna za rozwój nowoczesnych technologii) we współpracy z koncernem lotniczym Boeing zaprezentowali hybrydową technikę druku przestrzennego THREAD (ang. przewlekać), pozwalającą na implementowanie specjalistycznych elementów konstrukcyjnych, optycznych lub elektronicznych już podczas procesu produkcji.

Według twórców, w pełni zautomatyzowany proces wytwarzania znajdzie zastosowanie w różnorodnych technologiach druku 3D – jak dotąd został przetestowany z użyciem maszyn wykorzystywanych do druku przestrzennego elementów z materiałów polimerowych. Początkowe badania były prowadzone w kontekście stereolitografii, obecnie prowadzone są prace nad wdrażaniem metody również w procesach spiekania laserowego.

Projekt THREAD jest aktualnie w trakcie procesu patentowego, stąd ilość informacji dotyczących technologicznych szczegółów całego procesu jest znikoma. Jednak ogólna zasada działania, przedstawiony samego twórcę metody – Marka Cocking’a – opiera się na nasycaniu drukowanego przestrzennie materiału drobinami o różnym charakterze m.in. miedzi zapewniających przewodnictwo cieplne i elektryczne czy nitinolu odpowiedzialnego za pamięć kształtu elementu. Specjalne właściwości mogą być nadawane detalom we wszystkich płaszczyznach tworzenia detalu ( zarówno w osi X i Y, jak i Z).

Zastosowanie dodatków w druku przestrzennym zgodnym z metodą THREAD nie wpływa na zmianę długość całego procesu, ponieważ jest w pełni zautomatyzowany, nie wymaga on zatrzymywania cyklu produkcji w czasie nanoszenia materiału z drobinami. Taka funkcjonalizacja materiału ma stać się uzupełnieniem standardowych technologii addytywnych, torując drogę do tworzenia nowej jakości druku 3D.

Elementy wytwarzane opracowaną metodą posiadają szeroką gamę potencjalnych zastosowań, wśród których kluczowa zdaje się być produkcja skomplikowanych wewnętrznych sieci połączeń elektronicznych już w trakcie produkcji detalu. Zapewnia to wystarczające uszczelnienie a co za tym idzie ochronę przed czynnikami zewnętrznymi powodującymi korozję. Jak przewidują twórcy, THREAD znajdzie zastosowanie w branżach lotniczej i kosmicznej, gdzie kluczowym kryterium tworzonych części jest ich waga oraz wielkość.

Jak przyznają autorzy pomysłu opracowana przez nich metoda jest odpowiedzą na realne potrzeby producentów, proponując innowacyjne rozwiązania dla różnorodnych gałęzi przemysłu. Obecnie trwają ostanie prace nad udoskonaleniem procesu przestrzennego druku hybrydowego.