3D tisk – 100% kovových výrobků
Technologie 3D tisku zaznamenaly od svých počátků obrovský skok kupředu, jak v oblasti využívaných technologií, tak i materiálů. Aditivní výroba kovových součástí byla díky vysokým nákladům ještě nedávno doménou omezeného okruhu uživatelů.
Současné technologie kovového 3D tisku jsou dnes mnohem dostupnější a nabízejí nejen vysokou přesnost, ale i výrobu téměř jakéhokoliv geometrického tvaru.
V zásadě existují tři 3D tiskové technologie umožňující výrobu kovových dílů. Mezi nejrozšířenější patří spékání kovového prášku laserem (DMP, DMLS apod). Po vyžíhání/stabilizaci výtisku se získá kovový díl s obsahem 95–99 % kovu. Druhá technologie využívá tisk (FFF, FDM apod.) filamentovým nebo kartušovým materiálem polymeru, který obsahuje 80–90 % kovu. Po vytištění se v peci odstraní polymer a ve vysoké teplotě dojde ke slinutí samotného kovového materiálu modelu. Výsledný kovový díl bude obsahovat 90–96 % kovu. Tato technologie může vykazovat rozměrové odlišnosti (kvůli nezbytnému žíhání může dojít ke změně rozměrů), které většinou předem kompenzuje příslušný software.
Odlévání kovových výrobků
Třetí technologie, která poskytuje 100 % hodnoty nominálního kovu, je ztracené lití za pomoci 3D vytištěného masteru. Předlohy pro odlití 3D tiskem se získávají již delší dobu, a to za pomoci běžných plastových materiálů, které je možné také vypálit. Problém v procesu lití nastává ve chvíli, kdy se musí změnit vypalovací křivky a procedury tak, aby vyhovovaly použitému materiálu. Ten má zpravidla odlišný postup než běžně užívaný slévárenský vosk.
Například společnost 3D Systems vyrábí dva modely 3D tiskáren a to ProJet MJP 2500 W a 2500 IC, které tisknou modely z vosku, jenž je naprosto shodný se slévárenským. Tím odpadá nutnost rekonfigurace vypalovacího procesu. Výtisky se po skořepinovém zaformování zařadí do běžného vypalovacího procesu.
Výhody přesného lití pomocí voskových modelů spočívají především v prakticky neomezené geometrii výrobku. U běžného formování by se musela vkládat jádra a některé geometrie by ani nebylo možné lít. Voskový výtisk je naprosto přesný, neohrožuje jej lidský faktor a může obsahovat libovolné vnitřní dutiny, povrchové struktury a také identifikátory, jako je šarže nebo výrobní číslo či jiný popis. Každý výtisk může být originál a může být jakkoli personalizován.
Jak to funguje
Na počátku je 3D model v běžném formátu (STL apod.), který se nahraje do přiloženého softwaru 3D Sprint. V jeho prostředí se rozmístí model/y na tiskovou platformu. Rovněž je možné klást je i na sebe a využít tak plnou kapacitu stavební komory. Data se pak po síti exportují do tiskárny, která zahájí tisk. Není zapotřebí zvláštních zkušeností či kvalifikace. Ovládat 3D Sprint zvládne průměrný uživatel počítače.
Po dokončení tisku, přičemž jeho délka závisí na využití kapacity komory, jsou modely (zelený vosk) podpořeny bílým voskem. Po sejmutí z tiskové platformy se tyto modely vloží do roztoku izopropylalkoholu, který po několika desítkách minut rozpustí podpůrný vosk. Mater je tak plně připraven pro zaformování. Není to opět nic složitého, vše proběhne prakticky automaticky.
Jaké jsou možnosti
Kapacita stavební komory je 294 x 211 x 114 mm. V případě potřeby lze spojovat výtisky a vytvářet tak větší modely. K dispozici jsou modely ProJet MJP 2500 W a ProJet MJP 2500 IC. První model ProJet MJP 2500 W je určen pro slévárny velmi detailního lití. Tiskne vrstvou 16 µm a dosahuje tak naprosto detailních vyjádření v geometrii i ploše. Druhý model ProJet MJP 2500 IC je určen pro standardní lití – tiskne vrstvou 40 µm. I zde je však kvalita povrchů a zobrazených detailů prvotřídní. Díky vyšší vrstvě 40 µm však tiskne téměř 3krát rychleji a tisk dokončí během několika hodin.
O společnosti Elvira
Od roku 1991 dodává inovativní techniku a služby na českém a slovenském trhu v odvětví automotive, strojírenství, robotiky a aerospace. Prostřednictvím svého portálu Abc3D se věnuje dodávkám a servisu 3D technologií včetně stolních, profi a produkčních 3D tiskáren, 3D skenerů, softwaru, materiálu a dalších pomůcek. Více na www.abc3D.cz.
Jan Šmejcký, Elvira
Foto: Elvira
124
