Mimo, że dla wielu osób druk 3D jest wciąż czymś nowym, można śmiało powiedzieć, że technologie przyrostowe się upowszechniły. Tymczasem już od trzech lat prowadzone są badania nad drukiem 4D, a teraz Mitsubishi Electric Research Labs zaczęła eksperymentować nad czymś jeszcze bardziej zaawansowanym – drukiem 5D!
Druk 5D to tradycyjnego druk przestrzenny, do którego dodano kolejne dwa wymiary. Obiekty wykonywane są w trzech osiach XYZ, odpowiadających za długość, wysokość i głębokość modelu, natomiast w momencie gdy dodamy do nich kolejne dwie, zyskujemy możliwość tworzenia zupełnie innych struktur wewnętrznych, które zaburzają uporządkowany układ przylegających do siebie warstw. W procesie druku 5D rusza się nie tylko głowica, ale również stół roboczy, dlatego ścieżka nabiera wypukłego kształtu w przeciwieństwie do prostej, horyzontalnej warstwy.
Doktor William Yerazunis – Senior Principal Research Scientist w Mitsubishi Electric Research Labs zdecydował się na przeprowadzenie testów, które miały pomóc w wytworzeniu części o zdecydowanie większej wytrzymałości, niż w przypadku komponentów wydrukowanych w 3D. W swoim eksperymencie zestawił części wydrukowane zarówno w trzecim, jak i w piątym wymiarze.
W przypadku tradycyjnego druku 3D warstwy są nakładane poziomo, a nasz model jest słabszy w miejscu, w którym się one łączą. Działająca na nie siła może doprowadzić do rozpadnięcia się konstrukcji. Druk w pięciu osiach ma pozwalać na wytwarzanie obiektów, które są od trzech do pięciu razy bardziej wytrzymałe niż te drukowane w 3D.
Aby sprawdzić, jak naprawdę prezentują się ich właściwości Yerazunis użył dwóch takich samych modeli, do wytworzenia których wybrał ten sam plastik oraz te same drukarki 3D. Jak się okazało, podczas druku 3D w pięciu osiach zużyto raptem 25% materiału, który był potrzebny do realizacji modelu metodą konwencjonalną. Następnie poddano je próbie ciśnieniowej by określić wartość, w której przedmiot się rozpadnie.
Model wydrukowany w 3D pękł już przy 0,1 MPa, natomiast pięciowymiarowy wymagał ciśnienia na poziomie 3,7 MPa. Wynik tej próby pokazuje, że części wydrukowane metodą alternatywną wykazują dużo większą wytrzymałość, dzięki czemu mogą znaleźć szereg zastosowań w przemyśle. Co więcej, charakteryzuje się ona dużą oszczędnością materiału.
Wymaga ona jednak większego nakładu pracy przed przystąpieniem do druku. Ponadto, testy przeprowadzono jedyne na plastiku i nie wiadomo, jak modele zachowałyby się w przypadku innych materiałów eksploatacyjnych. Doktor Yerazunis tłumaczy:
Druk 5D wymaga szeregu analiz oraz wiedzy, do czego będzie służyła dana część. Jednakże, zmienia on całkowicie nasz pogląd na temat druku 3D, gdy wiemy, że jego pięciowymiarowy odpowiednik może być nawet pięć razy bardziej wytrzymały.
Udany eksperyment Mitsubishi Electric Research Labs pokazuje, jak bardzo mogą zmienić się technologie przyrostowe przemysł w nadchodzących latach. Wydrukowane w 5D części były faktycznie bardziej wytrzymałe, a również tańsze, jednak zanim technologia ta będzie używana powszechnie, musi przejść jeszcze szereg testów na innych materiałach. Pozwoli to na odkrycie ich nowych właściwości i zastosowań.
Źródło: www.3dprintingindustry.com
