فرآیند چاپ سه بعدی HIAM « Fabbaloo

من مطمئن نیستم که فرآیند ضایعات فلزی چگونه کار می کند، اما شاید بتوان فلزات را در محلولی حل کرد که بتواند با فرآیند HIAM کار کند.

هیدروژل پلیمری با سبکی و شفافیت باورنکردنی است. آنها اغلب در برنامه های مراقبت های بهداشتی به دلیل زیست سازگاری استثنایی خود استفاده می شوند.

من در حال خواندن یک فرآیند جدید و بسیار غیر معمول پرینت سه بعدی، “HIAM” هستم.

3D Architech تعدادی از مزایای فناوری مبتنی بر ژل خود را فهرست می کند:

• رزولوشن برتر: تولید فلزی به شکل توری با وضوح بالا
• پرینت سه بعدی پایدار: ضایعات فلزی را به راحتی به محصولات طراحی شده سه بعدی بازیافت کنید
• هزینه ورودی کم: 10-100 برابر هزینه کمتر برای تجهیزات چاپ سه بعدی مبتنی بر ژل در مقایسه با پرینترهای سه بعدی فلزی پیشرفته
• انتخاب مواد همه کاره: فلزات، سرامیک ها، کامپوزیت ها و چند متریال

برخی از این محدودیت‌ها و محدودیت‌ها با فرآیندهایی غیر از رایج‌ترین فرآیند، LPBF برطرف می‌شوند، اما تقریباً همیشه وضوح ضعیف‌تر است یا محدودیت‌های دیگری وجود دارد.

فرآیند HIAM

“HIAM” مخفف “Hydrogel Infusion Additive Manufacturing” است و توسط محققان CalTech در پاسادنا، کالیفرنیا توسعه یافته است. این یک فرآیند چاپ است که بر خلاف سایر مراحل است.

مشکلی که محققان سعی داشتند بر آن غلبه کنند، تعدادی از چالش های پیش روی فرآیندهای چاپ سه بعدی فلزی فعلی بود. این فرآیندهای موجود معمولاً گران هستند، وضوح محدودی دارند، به پردازش پس از آن نیاز دارند و به محیط‌های کنترل شده با هوای جامع نیاز دارند.

HIAM با هر فرآیند دیگری که من شنیده ام کاملاً متفاوت است. به جای پرینت سه بعدی فلز به طور مستقیم، یک داربست هیدروژل تولید می شود.

پس از چاپ، آنها از یک تبادل حلال شیمیایی برای تعویض N-dimethylformamide موجود در رزین با آب استفاده می کنند و ماده ساختار سه بعدی را به یک هیدروژل واقعی تبدیل می کند.

در طول این مرحله انقباض بسیار قابل توجهی، تا 70٪ از دست دادن ابعاد و 90٪ وزن عظیم وجود دارد. با این حال، دانستن ابعاد هدف برای یک قطعه به سادگی مستلزم طراحی آن به نسبت بزرگتر برای چاپ است.

در همین راستا، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی یک شرکت استارت آپی به نام 3D Architech را برای بهره برداری از فناوری جدید تاسیس کرده است. وب سایت این شرکت این فناوری را به شرح زیر توصیف می کند:

محققان ساختار فلزی به دست آمده را بررسی کردند و دریافتند که از نظر سختی و ریزساختار شبیه به روش‌های مرسوم برای تهیه نمونه‌های قطعات فلزی است. این نشان می‌دهد که این فرآیند می‌تواند به یک رویکرد مناسب برای چاپ سه بعدی تجاری قطعات فلزی تبدیل شود.

سپس مرحله جالب اتفاق می افتد: این ساختارهای هیدروژل در محلول پیش ساز نمک فلزی خیس می شوند که به یون های فلزی اجازه می دهد تا عمیقاً در هیدروژل که یک ماده بسیار متخلخل است نفوذ کنند. اکسیدهای فلزی تشکیل می شوند که سپس با اعمال گاز در دمای بالا با دماها به فلز تبدیل می شوند

در HIAM، هیدروژل مستقیماً سه بعدی چاپ نمی شود. در عوض، محققان ارگانوژل‌های معماری شده را با استفاده از تنظیمات چاپ سه‌بعدی استاندارد DLP چاپ سه بعدی کردند. رزین با شروع کننده های نوری دوپ شده است که آن را در برابر نور UV DLP حساس می کند.

مزیت کم هزینه به ویژه جالب است، زیرا فرآیند HIAM نیازی به لیزر ندارد، که گران‌ترین بخش فرآیند LPBF رایج‌تر است. در واقع، فناوری DLP مورد استفاده محققان معمولاً با قیمت کمتر از 1000 دلار آمریکا در دسترس است.

باید بسیار جالب باشد که ببینیم چگونه 3D Architech و چندین فرآیند جدید غیر متعارف پرینت سه بعدی فلزی با فناوری های قدیمی موجود برخورد می کنند.

مقاله تحقیقاتی آزمایش‌های آنها را با استفاده از فلزات، دما و شرایط مختلف برای کشف فرآیند نشان می‌دهد.