Czym jest i jak działa superszybka technologia druku 3D z metalu australijskiego SPEE3D…?

Branża producentów drukarek 3D do metali praktycznie od samego początku swojego istnienia pozostaje w niezmienionym kształcie. Układ sił jaki ukonstytuował się na przełomie lat 90-tych i 00-nych trwa do dziś, a prym w niej wiodą głównie niemieckie firmy – EOS, SLM Solutions, czy należący od dwóch lat do GE – Concept Laser. To się jednak zaczyna powoli zmieniać za sprawą start-upów, które swoimi nowatorskimi rozwiązaniami próbują zaburzyć istniejący układ i stać się dla segmentu druku 3D z metalu tym czym dla segmentu termoplastów stał się MakerBot, a dla segmentu fotopolimerów Formlabs.

Dwoma najbardziej znanymi pretendentami do I ligi producentów są amerykańskie Desktop Metal i Markforged, rozwijające zbliżone do siebie technologie druku 3D z metali w formie prętów. Warto jednak pamiętać o trzecim start-upie, który również wywołał sporo szumu wokół swoich rozwiązań i na dodatek wydaje się być najbardziej gotowym do rywalizacji z całej trójki…

Mowa o australijskim SPEE3D – firmie, która w połowie 2017 roku zaprezentowała autorską technikę przyrostową o nazwie Supersonic 3D Deposition (SP3D). Bazuje ona na procesie znanym jako cold spraying, czyli nanoszenia metalicznego proszku na stół roboczy pod gigantyczną prędkością – nawet trzykrotnie wyższą niż prędkość dźwięku. Cząsteczki proszku spajają się ze sobą pod wpływem energii kinetycznej wytwarzanej podczas zderzania się ze sobą i warstwa po warstwie tworzą model przestrzenny. Stół roboczy, na który nanoszony jest metal, umieszczony jest na ramieniu robota, poruszającym się w sześciu osiach. Taki zakres ruchu pozwala na wytworzenie detalu bez konieczności stosowania struktur podporowych dla elementów nachylonych pod kątem większym niż 45°.

Jak sama nazwa wskazuje, cold spraying to proces, w którym nie mamy do czynienia z dużymi temperaturami. Dzięki temu w metodzie SP3D można stosować stopy metali niedostępne dla tradycyjnego selektywnego topienia proszków wiązką lasera – najpopularniejszym materiałem wykorzystywanym przez SPEE3D jest np. miedź, niespotykana na innych maszynach do druku 3D z metalu. Co więcej, specyfika produkcji pozwala na mieszanie różnych gatunków proszków, lub używanie ich naprzemiennie. Producent opisuje przykładową realizację w postaci złożonych radiatorów wykonanych z aluminium oraz miedzianych elementów służących do przenoszenia ciepła – wszystko w jednym procesie produkcyjnym!

Jednakże to nie same materiały decydują o atrakcyjności SPEE3D – największą zaletą tej techniki wytwórczej jest wyjątkowa prędkość pracy – poniższe koło, wydrukowane z miedzi powstawało zaledwie 20 minut, a koszt jego wytworzenia zamknął się w kwocie 10$.

To koło drukowało się 6 godzin:

Niestety jest też druga strona medalu – jakość wydruku 3D. Metoda SP3D nie nadaje się do tworzenia skomplikowanych i precyzyjnych geometrii – raczej wysokogabarytowych elementów, których wytworzenie innymi, tradycyjnymi metodami byłoby droższe lub bardziej czasochłonne. Idealnym miejscem dla tej technologii jest odlewnictwo i produkcja niskoseryjna na poziomie 5 – 100 szt. detali.

Aktualnie na rynku dostępny jest premierowy model drukarki 3D – LightSPEEd3D, lecz w 2019 r. ma do niej dołączyć druga, większa maszyna – WarpSPEE3D. Obszar roboczy wyniesie 1000 x 700 mm (Z x średnica walca).

Źródło: www.spee3d.com via www.fabbaloo.com