Druk 3D z metalu – jak powstają części, których nie można wykonać tradycyjnie?
Druk 3D z metalu nie jest po prostu metalową wersją drukarki biurkowej. To grupa procesów wytwarzania addytywnego, które budują element warstwa po warstwie z proszku lub drutu.
Jak działa metalowe wytwarzanie addytywne?
W popularnych metodach cienka warstwa metalicznego proszku jest selektywnie stapiana laserem lub wiązką elektronów. Następnie nakłada się kolejną warstwę i proces powtarza aż do zbudowania całego elementu. Inne technologie podają drut lub proszek bezpośrednio do miejsca topienia.
Największą różnicą wobec obróbki skrawaniem jest to, że materiał jest dodawany, a nie usuwany.
Geometria jako główna przewaga
Druk pozwala tworzyć wewnętrzne kanały chłodzące, struktury kratowe i kształty zoptymalizowane topologicznie. W klasycznej obróbce część takich geometrii byłaby niemożliwa lub wymagałaby złożenia elementu z wielu części.
Dzięki temu można zmniejszać masę i integrować funkcje kilku komponentów w jednym wydruku.
Materiały do druku
Stosuje się stale, aluminium, tytan, stopy niklu, kobaltu i inne materiały. Każdy wymaga odpowiednich parametrów procesu, atmosfery ochronnej i kontroli jakości proszku.
To nie jest technologia, w której dowolny metal można po prostu wsypać do maszyny. Parametry muszą być dobrane do konkretnego stopu.
Po wydruku praca się nie kończy
Część często wymaga odcięcia od platformy, usunięcia podpór, obróbki cieplnej, wygładzenia powierzchni i kontroli wymiarów. W zastosowaniach krytycznych stosuje się tomografię, badania nieniszczące i analizę mikrostruktury.
Dlatego druk 3D jest pełnym procesem produkcyjnym, a nie pojedynczą operacją.
Kiedy druk 3D wygrywa?
Największy sens ma przy bardzo złożonej geometrii, małych seriach, częściach wysokiej wartości i projektach, w których redukcja masy daje realną korzyść. Przy prostych detalach produkowanych milionami sztuk tradycyjne technologie nadal są zwykle tańsze.
Projektowanie pod proces
Największe efekty uzyskuje się wtedy, gdy część od początku powstaje z myślą o wytwarzaniu addytywnym. Kopiowanie geometrii przeznaczonej do frezowania rzadko wykorzystuje pełny potencjał druku.