این پست با بحثی در Formnext با محققان Fraunhofer IGCV که راهی برای انجام پوشش مجدد چند ماده در فرآیندهای پرینت سه بعدی مبتنی بر پودر ایجاد کرده اند، آغاز شد. به طور معمول، پوشش مجدد به سادگی تیغه ای است که توده ای از پودر همگن را روی سطح چاپ فشار می دهد، بنابراین تنها یک ماده امکان پذیر است.
به همین دلیل است که تقریباً تمام پرینترهای سه بعدی پودری “تک ماده” هستند، خواه فلز یا ترموپلاستیک باشند.
مقاله با عنوان “سیستم های رسوب دهی پودر مورد استفاده در تولید افزودنی های چند فلزی بر پایه بستر پودری“، که مسائل مربوط به رسوب پودر چند ماده را بررسی می کند. این مقاله یک بررسی عینی از وضعیت فناوری برای رویکردهای مختلف ارائه می دهد، از جمله:
- تیغه و سیستم جاروبرقی مجدد برای ارائه دو ماده متفاوت
- رسوب پودر انتخابی با استفاده از پیپت
- رسوب انتخابی الکترواستاتیک
- رسوب انتخابی برای فرآیندهای مواد منفرد
- رسوب پودر انتخابی مبتنی بر درام
سیستم پوشش مجدد مبتنی بر درام که توسط Aerosint توسعه یافته است، رسوب پودر انتخابی دیگری است که شباهت هایی به فناوری چاپ سنتی دارد. در مقایسه با رویکرد Sintef، سیستم رسوب پودر انتخابی Aerosint بر اساس نیروهای کاملاً مکانیکی برای نگه داشتن پودر روی درام و سپس رهاسازی آن در محل مورد نظر است.
نیازی به گفتن نیست، کار انجام شده توسط همه موارد فوق در برخی موارد امکان استفاده گسترده از سیستم های پرینت سه بعدی مبتنی بر پودر چند ماده ای را برای پلیمرها و مواد فلزی فراهم می کند.
تحقیقات در مورد L-PBF چند فلزی به دلیل تلاش‌های آنها در توسعه سیستم‌هایی که امکان رسوب انتخابی چند پودر را در یک لایه پودری فراهم می‌کنند، مدت‌هاست که تحت سلطه تعداد کمی از گروه‌ها قرار گرفته است. بسیاری از این گروه ها همچنین رویکرد خود را برای استفاده از چندین پودر فلز در یک دستگاه AM توسعه دادند. این راه حل ها اخیراً با اولین پلتفرم تجاری چند فلزی، اما همچنان بر تحقیق و توسعه، ملحق شده اند. هر یک از این رویکردهای چند فلزی نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند که در این مقاله سعی کردیم به طور عینی به آنها بپردازیم. برای اینکه تصمیم بگیرید کدام یک از اینها برای تبدیل شدن به یک کالای واقعی قطعات چند فلزی حیاتی هستند، به تحقیقات گسترده در فرآیند و مواد نیاز است.
تنها استثنا در این مورد، فناوری Aerosint Desktop Metal است که می تواند به طور انتخابی تعداد انگشت شماری از پودرهای فلزی مختلف را رسوب دهد و امکان چاپ چند ماده ای SLM را فراهم کند.
فولاد اشاره کرد که این موضوع جدید نیست و توسط آن ثبت اختراع شده است جنرال الکتریک در سال 2015.
اما نگاهی به آن حق اختراع یک سیستم پوشش مجدد الکترواستاتیک را نشان می‌دهد که از یک درام چرخان استفاده می‌کند، دقیقاً مانند آنچه در دستگاه فتوکپی یا چاپگر لیزری می‌بینید. بخش الکترواستاتیک تقریباً یکسان است، اما تحویل متفاوت است: درام در مقابل صفحات.
پست ما که رویکرد جدیدی را برای پوشش مجدد پودر چند ماده ای توصیف می کند، بحث هایی را ایجاد کرد.
دومی روشی است که توسط Aerosint استفاده می‌شود که ظاهراً از نیروهای الکترواستاتیکی استفاده نمی‌کند. مقاله توضیح می دهد:
برام نریک، مدیر برنامه Sintered در Aerosint، به ما به مقاله ای در ACS اشاره کرد که او یکی از نویسندگان آن بود.
اگر می خواهید به درک سریعی از چندین رویکرد مختلف که توسط محققان بررسی شده است، این مقاله عالی است. مقاله نتیجه می گیرد:
بیل استیل از طریق توییتر در مورد این پیشرفت با ما تماس گرفت. استیل، اگر نمی دانید، یک است کاوشگر اولیه پرینترهای سه بعدی کمربندی “infinite-Z”.، و در سال 2014 راه اندازی شد Kickstarter برای چاپگر سه بعدی Ultra-Bot.
رویکرد Fraunhofer IGCV از نیروهای الکترواستاتیکی استفاده می‌کند تا به‌طور انتخابی پودر را روی یک صفحه ببرد، که پس از قرار گرفتن روی سطح چاپ با بار مخالف، پودر را آزاد می‌کند. این فرآیند می تواند با تعدادی پودر مختلف تکرار شود تا لایه با مواد متعدد پر شود.
من معتقدم که رویکرد بشقاب به طور قابل توجهی کندتر، اما همچنین انعطاف پذیرتر خواهد بود. سازماندهی یک سیستم با تعداد بسیار بیشتر مواد با استفاده از صفحات بسیار ساده تر از سیستم درام با سرعت بالا خواهد بود. این می تواند یک معامله بین انتخاب مواد و سرعت باشد، اما بدون شک برنامه هایی وجود دارد که از چنین سیستمی استفاده می کنند.