Перспективные направления развития 3д печати в рамках домашних технологий и открытого сообщества. Руководство к действию

в 16:00, , рубрики: open source, SLS высокоточный микропринтер, печать нейлоном, печать полиамидом, печать полипропиленом, Программирование, радикальное ускорение печати, усовершенствование 3Д принтеров, филамент из верёвки, метки: , , , , , ,

Немного о месте их в нашей жизни и будущем. Надо ли заниматься ими. Трудности и проблемы развития доступных в доме 3Д-принтеров. Рассматриваются возможные направления совершенствования и предлагаются темы для разработки в области 3Д-печати для принтеров печатающих расплавленным пластиком, так же для принтеров печатающих порошком спекаемым лазером, для принтеров печатающих металлической проволокой и для композитных и «запекаемых изделий».

В статье высказываются мои мнения, которые могут не совпадать с Истиной или Вашим мнением, предложенные улучшения могут быть уже где-то реализованы или даже запатентованы — я специально не искал. Я (мы) размышляли на данную тему, исходя из своей эрудиции, опыта и информации почерпнутой из Интернета.

Многие из нас, людей, считающих себя связанными с Информационными технологиями ждут будущего с надеждой, что оно разрешит наши нынешние проблемы и «жить станет лучше, жить станет веселее». Поэтому с таким воодушевлением воспринимаются разрабатываемые принтеры, которые смогут печатать электронику, принтеры позволяющие изготовить металлические изделия, пока полулегендарные генераторы энергии, толи на низкотемпературном термоядерном синтезе, толи ещё на чём-нибудь. Важна идея — избавиться от диктата необходимости покупки вещей. Я имею в виду, что мы должны делать какую-то работу, не потому что нам этого хочется, а потому что мы не можем обойтись без еды, вещей, жилья, энергии.
Существуют прогнозы и надежды, что со временем, рост и развитие промышленности достигнет такой степени, что всё необходимое для жизни станет доступно всем, вне зависимости от того чем он занимается. (хорошо описано у Сергея Лукьяненко. Дорога на Веллесберг) То есть — работать за еду людям уже не придётся. Важной частью этого считают производство 3Д-принтеров, в том числе Репликаторов — РепРапов, которые, как бы могут производить сами себя.

Перспективные направления развития 3д печати в рамках домашних технологий и открытого сообщества. Руководство к действию - 1
Картинка 1.Рог изобилия — идеальный 3д — принтер?

Я не считаю, что это уж настолько важная часть мира будущего, мне кажется, что работы по генетической модификации и нанотехнологии будут значить больше. Но всё-таки, хороший 3д-принтер, это инструмент, который, подобно компьютеру и Интернету, позволяет нам творить эффективнее. Я имею в виду разработку и создание новых изделий — а значит, дальнейшее ускорение прогресса. Причём, проникновение таких инструментов в массы, позволит реализовать свой творческий потенциал всё большему проценту людей. Будем надеяться.
Итак, посмотрим в рамках обозначенных в заголовке статьи, какие идеи по развитию технологии, мне и моему товарищу молодости — обозначим его — Физик, и он крут до чрезвычайности, пришли в голову в процессе ряда мозговых штурмов, медитаций и записей а-ля Менделеев(имеется ввиду ночное вскакивание с записыванием). Очевидную идею в американском духе, что можно создавать сервисы, вооружённые мощными промышленными принтерами и соответствующими специалистами-консультантами, которые используют, работающую как часы, почту и службу доставки я не рассматривал. Перефразируя пословицу: «Что американцу хорошо, то русскому смерть». Это шутка, но наши реалии и тем более тенденции, когда транспорт становится всё дороже, глобальные связи рвутся, децентрализация разработки и штучного производства вполне может оказаться востребованным трендом. Опять же, по своему опыту скажу — когда аппарат мой, я с ним смогу сделать даже то, на что и не надеялся. Удалённый же заказ требует порядочного опыта и без косяков редко случается. Мне часто приходилось сталкиваться с категорическим :-Это мы не сможем. Проблема зачастую в том что в таком случае происходит разделение процесса между двумя специалистами — один знает, как конструировать изделие и что от него требуется и не имеет точного знания, что может технология к которой он прибегает, а второй знает только как обращаться с соответствующим станком и думать не желает как изменить изготавливаемое изделие для большей технологичности и пригодности к изготовлению данным способом. Результат — неполное использование возможностей обоими.

Какие возможности совершенствования существующих технологий печати видятся мне (не без помощи Физика) Рассмотрим их:
1. Принтеры печатающие расплавляемым прутком пластика.

Перспективные направления развития 3д печати в рамках домашних технологий и открытого сообщества. Руководство к действию - 2
фото 2. Мой принтер — кролик для опытов

Главные проблемы, которые нам не нравятся в них:
1.1 — низкое разрешение и точность печати, причём, чем точнее печать(меньше диаметр сопла), тем меньше скорость печати
1.2 — дорогие расходные материалы
1.3 — прочность и другие свойства применяемых материалов недостаточно хороши для многих применений.
1.4 — сложности применения нескольких цветов/материалов.Это прежде всего, заметно повышает цену принтера.
1.5 — подготовка к печати иногда не слишком проста, как бывает непросто и отделить деталь от основания.

В пункте 1.1 разрешение и точность складывается из нескольких факторов. Тут и неровность стенок и усадка пластика после печати и деформация во время печати, что заметно затрудняет выдерживание точных размеров, тут и коробление больших деталей, и главное — диаметр сопла определяет размер минимальных пропечатываемых деталей.
Что мы можем тут предпринять в плане усовершенствования печати и решения обозначенных недостатков?
1.1 Разрешение печати и скорость свойства противоположные и взаимоисключающие. Что тут поделаешь… Впрочем можно попробовать. Представим себе головку с соплом порядка 0,1-0,15 мм, лёгкую, маленькую, точную и быструю.Ну да, она ведь лёгкая и маленькая — значит и экструдер не велик и не тяжёл(расход мал). Она пропечатывает нам только несколько слоёв основания, возможно с рафтом, для лучшего отделения от подложки, а затем делает боковые стенки — как собственно всегда происходит при печати. Толщину стенок подбираем — вероятно, потребуются 3-5 слоёв. Это будет соответствовать толщине 0,3-0,5 мм. Причём, печатаем стенки на высоту например 0,5-1 мм, после чего лёгкая и точная головка отодвигается и вступает в действие головка заполнения с диаметром 0,8-1,2 мм. Она заливает всю внутренность с таким расчётом температуры, чтобы заполнение прилипло к стенкам, но не расплавило их. Затем всё повторяется на следующем уровне. Изготовление происходит такими достаточно толстыми слоями, но с высокой детализацией наружной стенки. Я ожидаю, исходя из опыта моих последних работ, что такую маленькую и лёгкую головку сделать можно. Лёгкий экструдер — вернее его часть с мотором, не является такой отработанной темой, но тут вопрос в степени лёгкости и в силах затраченных на разработку. Высокая точность позиционирования по двум осям потребует наибольших усилий, хотя головки в ДВД-приводах позиционируются гораздо точнее. Значит сделать можно. Позаимствовав что-нибудь из этих дисководов. Я в плане идей.
Понятно, что Драфт-головка не представляет особенных трудностей при проектировании, как и её узел подачи.
1.2 Расходные материалы. Их цена. Бытуют надежды, что устройство представляющее дробилку для пластика с последующим его превращением в филамент, решит абсолютно все проблемы.
Перспективные направления развития 3д печати в рамках домашних технологий и открытого сообщества. Руководство к действию - 3
Фото 3. Filament Wee делает филамент из гранул
Ссылка на эту тему
http://3dtoday.ru/industry/domashnee-proizvodstvo-prutka-ili-ekonomika-dolzhna-byt-ekonomnoy.html Тут у меня возникают и сомнения и вопросы. Дело в том, что на пластике в дробилку будут попадать пылинки, грязь, кусочки краски, стружка. Не факт, что Вы сможете правильно определить тип пластика. А если у Вас головка, хотя бы 0,2 мм диаметром, забить её будет легко, а прочистить — трудно. Так что моё мнение: гранулированный пластик ABS стоит многократно дешевле филамента. Вполне достаточно будет, если Вы сэкономите 90% расходов, без лишних рисков, используя промышленные гранулы пластика для превращения их в филамент в домашнем экструдере. Для тонкой головки вообще можно закупать готовый филамент — во избежание и для улучшения, а самодельный/передельный — для заполнения. Такую грубую головку прочистить нетрудно.
1.3 Вопрос с физическими свойствами материалов применяемых в FDM-принтерах — это те о которых мы тут говорим, ограничен различными типами термопластиков. Широко применяются ABS и PLA с их достоинствами и недостатками. Ими легче печатать. Но есть ещё пластики, которые вполне применимы и имеют значительно отличающиеся свойства.
-Например —нейлон, теперь его стали называть полиамид.Пластик очень прочный, довольно гибкий, то есть сломать его трудно. Очень трудно. Не пахнет в процессе печати. И если Ваш принтер не горит синим пламенем, ничего особенно вредного в опасных концентрациях не выделяет, это проверялось довольно жёсткими опытами. Проблемы с печатью полиамидом, что достаточно большие детали начинают коробиться с большой силой. Значит надо применять, лучше всего, программно, систему разрезов, позволяющих снять деформации. Нужно поэкспериментировать. Я правда, использовал не полиамид для печати, а просто леску для триммеров — траву стричь. Уж больно дёшево и всегда под рукой. Вот её коробило при больших размерах. Всё равно это неплохо бы уяснить — как делать детали без коробления и возможно, внедрить эту математику в Слайсер.
— Ещё мне очень нравится полипропилен.Есть у него и положительные и отрицательные свойства. Он химически очень устойчив, не вреден. В большой степени. Прочность его меньше чем у полиамида и твёрдость тоже не слишком. Но он не ломается. Он очень дешёвый и по сути — всегда под рукой. Я имел и имею идею сделать машинку для превращения полипропиленовой верёвки в леску — филамент для принтера. Получиться леска с большим количеством мелких пузырьков воздуха, достаточно гибкая. А цена такой верёвки — замечательно низкая! Так что тут отсылка и к пункту 1.2. Если сделать стенки изделия из полиамида, то заливку вполне можно вести полипропиленом, я думаю. Правда не во всех случаях. Ну это по потребностям. У расплавленного полипропилена одно неудобное свойство — медленно застывает. Но для послойной заливки это вполне хорошо будет, так как температура плавления полипропилена значительно ниже таковой и для полиамида, так и для ABS.
Перспективные направления развития 3д печати в рамках домашних технологий и открытого сообщества. Руководство к действию - 4
Фото 4. Нейлон (полиамид), полипропиленовая верёвка, ABS

1.4 По поводу смены цветов или материалов из идей только сделать автоматизированную или полуавтоматизированную замену рабочего материала в головке. Это позволит делать не 2-3-4 цвета, а больше. Это кажется, очень непросто механически и программно, но идея того стоит. Помните станки-автоматы, которые сами меняют инструмент — красота!
-Это можно реализовать как смену материала с выниманием его из головки и вставлением нового(как раньше в автоматах грампластинки менялись), или
-несколько менее качественный, но несравненно более простой способ со сменой подачи уже вставленных в головку потоков филамента. Т.е. они входят в зону плавления головки, скажем оба, но один подаётся, а второй ждёт своей очереди. Потом первый останавливается, идёт второй. Будет некоторое смешение, надо учитывать объём уже расплавленного пластика и расходовать его, но это не важно, это преодолимо программным путём.

Перспективные направления развития 3д печати в рамках домашних технологий и открытого сообщества. Руководство к действию - 5
Картинка 5. Схема попеременной подачи с одной головкой. Красное — нагреватель, зелёное и желтое — два вида филамента.

1.5 Из упрощений тут считаю нужным
-сделать простую и надёжную систему позиционирования головки по высоте над столом, и конечно обеспечить его горизонтальность. Для этого может быть много способов, детализировать здесь не буду.
-Сюда же можно отнести узел контроля и регулировки усилия подачи филамента.Головка при этом остаётся зафиксирована на направляющих осей Х и У, а узел подачи филамента крепится через пружинный элемент известной жёсткости. По степени подъёма узла экструдера можно определять усилие подачи филамента. Это позволит улучшить воспроизводимость результатов, а так же воспроизводимо оценивать свойства пластиков (полимеры… могут различаться по степени полимеризации, а значит по свойствам).
-Ещё интересным мне кажется вместо ременного привода перемещения головки в принтере попробовать использовать стрелочный— подобный тому что применяется в жёстких дисках для позиционирования головки. Конструктивно это будет выглядеть как кронштейн закреплённый на оси шагового двигателя. Понятно, что при вращении он будет описывать дугу. Увы, это только для одной оси- максимум — двух. Ничего страшного — можно печатать на вогнутой поверхности. Математически понятно, что при послойном заполнении на внутренней поверхности циллиндра или сферы не составит сложности отпечатать изделие любой формы. Только несколько усложнятся расчёты. Вопрос тут только в том — понадобиться ли столь высокая скорость перемещения головки, которую позволит такой способ позиционирования, или скорость экструзии для лёгких головок малого диаметра не удастся поднять в слишком большой степени.

Перспективные направления развития 3д печати в рамках домашних технологий и открытого сообщества. Руководство к действию - 6
Картинка 6. Попытка показать как можно печатать плоскость на вогнутом циллиндре. Разная высота печатающего узла выделена цветом.

-В более близкой перспективе видится изготовление легких и маленьких головок с новыми нагревательными элементами и нетрадиционными для 3Д, способами измерения температуры, причём для облегчения замены стандартных можно сделать плату эмуляции входов-выходов стандартных головок, с рядом необходимых защит и регулировок. Платка будет маленькая. Подробнее пока не могу — тут тема пересекается с темой моих работ по разработке маленького ручного принтера LixPen. Надеюсь, в ближайшее время получу разрешение опубликовать незадействованные находки сделанные при этих работах.

2. Стереолитографические принтеры.

Это принтеры где светочувствительная смола отверждается лазером или проекцией света через компьютерный LCD-проектор. Пока я не испытываю особого воодушевления от их. Вернее, они мне не нравятся. Высокая цена смолы для них. Сам полимер получается не слишком прочным. Он ещё, с большой долей вероятности, достаточно ядовит и не слишком устойчив. Не придумалось пока ничего тут, и не хочется.

3. Принтеры печатающие путём селективного спекания порошка.

Перспективные направления развития 3д печати в рамках домашних технологий и открытого сообщества. Руководство к действию - 7
Фото 7. Пример работы принтера проекта OpenSLS

Эти принтеры работают в основном, таким образом: -Наносится тонкий слой порошка полимера (или даже металла), затем лазерным лучом (есть варианты где это делается электронным пучком или микрогорелкой) порошок выборочно спекается в тех местах, где должен быть сплошной материал. Затем сверху наносится следующий слой, и опять спекается. Неспеченный порошок, отделяется и обычно возвращается в производство.
Очевидным преимуществом является, что луч лазера (как и электронный пучок) можно отклонять практически с любой скоростью. Определяющим скорость фактором тут является мощность лазера. Пока главной причиной малого распространения таких устройств, на мой взгляд, является, то что мощные лазеры дорогие, обычно используются газовые СО2, инфракрасные. Это здоровенное изделие, хрупкое, с подводимым высоким напряжением. Их не покрутишь, поэтому применяют отклоняемые зеркала.
При переходе к твердотельным/полупроводниковым лазерам существуют определённые проблемы с длиной волны излучаемой газовыми лазерами — она другая и к ней привыкли даже на уровне материалов. Порошок засыпаемый в рабочую камеру подвергается предварительному нагреву до температуры близкой к началу спекания. Этим приёмом удаётся снизить энергию лазерного пучка потребную для полного спекания в рабочем пятне. Заодно, я подозреваю, имеет некоторое значение факт, что при повышенной температуре с поверхности порошка десорбируется значительная часть газов сорбированных ею. Это может показаться несущественным, но чем больше удельная поверхность порошка (т. е. Чем меньше частички), тем больше всего из атмосферы на неё садится и тем труднее это удалить. Так что, в случае спекания порошков металлов, вероятно применение инертной атмосферы(аргон) или вакуумирования.
Некоторые из Вас зададут вопрос — а если лазер заменить мощным источником света? Я это продумывал, и даже подобрал подходящие источники света — натриевые лампы. У них очень высокий кпд. При этом излучают свет они в достаточно узком диапазоне. Увы, после разъяснений Физика, я признал это не перспективным. То есть получится дороже, чем с лазером. Дело в том, что лампа излучает свет во все стороны и собрать его в одну точку, что нам и нужно, получается с большим трудом и потерями — в отличие от лазера. Так гласят суровые законы оптики. Если кому надо подробнее — надёргаю из нашей с Физиком переписки, его объяснений — там считается, что объяснено на очень простом уровне.
Точность и разрешение таких принтеров близки к желаемому совершенству.
Также замечательно хороши материалы применяемые для спекания. Это и полиамид (нейлон), титан, нержавеющая сталь. Можно представить спекание медного и алюминиевого порошка. Недостатками этих принтеров являются высокая цена, достаточно дорогие порошки.
Так какие меры для совершенствования этих устройств можно применить, чтобы приблизить их к нашим домам и нашей практике?
Первое и очевидное: для спекания задействовать полупроводниковые лазеры. Это будет, кажется, значительно дешевле и позволит значительно упростить систему отклонения луча. Однако при изучении вопроса подробнее у меня стало складываться впечатление, что цена полупроводниковых лазеров выше некоторой мощности растёт слишком быстро и СО2-лазеры мощностью 40W уже значительно дешевле полупроводниковых. У нас имеется несколько возможных способов управления развёрткой лазеров. Более интересны два:Первый — двигать всю головку по двум осям на строго фиксированном расстоянии, точно так, как в привычных FDM- принтерах.Второй — лазер разместить значительно выше уровня спекания и управлять его перемещением посредством поворота на заданный угол. Это безусловно должен быть очень быстрый способ, только есть ряд тонкостей. Итак, лазерный луч может быть коллимированный или сфокусированный. В чём отличие? Коллимированный луч лазера идёт практически не расширяясь. Вероятно, в этом секрет любви к ИК СО2 лазерам — там, вероятно, используется коллимированный луч, и им можно управлять отклоняя его зеркалами. Плотность светового потока оказывается достаточна чтобы быстро резать разные штуки. Даже металл. В нашей доступности — мощные лазерные указки. Там луч тоже коллимированный. Только указка — не гиперболоид инженера Гарина, даже у самой мощной, плотность энергии такова, что она вяло плавит пластик, поджигает спички, режет чёрную бумагу. Скорость движения улитки при работе принтера и диаметре пятна спекания 2 мм нас не устроит. Поэтому нам придётся фокусировать луч.Это легко и удельной мощности сразу хватит для многих довольно серьёзных дел. Только вот фокусировка будет строго зависеть от расстояния. Можно, конечно представить себе систему в которой фокус меняется в зависимости от угла поворота головки, чтобы компенсировать разное расстояние до рабочего слоя. Но задача эта ох, трудна будет! Вывод — при доступных нам мощностях лазеров (от ДВД — до 1 вт), реальное решение будет прямое перемещение лазерной головки по двум осям как в FDM-принтере.Увы! Ждём дешёвых и мощных лазеров.
Итак, что мы можем представить на пути совершенствования этой технологии?
-3.1 Самое простое и очевидное — использовать часть механики привода DVD-RW привода вместе с лазером. — Он может достигать мощности 1 W, есть управляемая фокусировочная линза, при этом позиционирование его по одной оси будет с микронной точностью. Могут возникнуть возражения, что такая точность опирается на считывание разметки дорожки диска. Прекрасно, берём два дисковода — в одном диск с разметкой, второй тупо копирует все движения. Останется добиться такой же точности позиционирования по второй оси с применением элементов привода ДВД и уже хорошо. Ну и ось Z, конечно. Конечно площадь рабочей поверхности будет около 5Х5 см, но даже при разрешении и точности 0,05-0,02 мм это будет вполне значительный шаг вперёд. Мощности должно хватить для спекания пластиков.
-3.2 Если мы получим недорогие лазеры с мощностью достаточной для спекания металлов, я полагаю, придётся озаботиться защитой от окисления порошка кислородом и не только, воздуха. Как вариант применение старой любительской технологии получения малых количеств водорода/гремучего газа путём электролиза водного раствора чего-нибудь типа сульфата натрия. С последующим осушением газа смесью средства для прочистки канализации и негашёной извести, каковая известна под названием «натронной извести»

4. Принтеры печатающие расплавленным металлом.

Здесь я говорю не о прямом спекании лазером или электронной пушкой порошка. Если вы пользовались сварочным аппаратом, то знаете, что таким образом, при должном старании, можно наварить выступ нужной формы используя электрод наподобие филамента. Достаточно трудно этот процесс приспособить для 3д — печати, хотя есть сообщения о построенных на этом принципе принтерах и отпечатанных изделиях. Изделия получаются корявые. Проблема, на мой взгляд в том, что дуга — штука высокотемпературная, происходит разбрызгивание, образование пузырей, металл течёт, вязкость его мала, градиент температур высок.
Перспективные направления развития 3д печати в рамках домашних технологий и открытого сообщества. Руководство к действию - 8
Фото 8. Вот шестерёнка сделанная на дуговом открытого сообщества принтере в Мичигане. Зато из металла.

Также обращаю Ваше внимание на то что металл, в отличие от пластика, ведёт себя сильно по-другому. Вязкость его много меньше, а поверхностное натяжение — сильно выше чем у расплавленного пластика. Таким образом, расплавленный метал норовит собраться в капельки. (для олова это очень характерно) Ещё минус в том, что металл обычно взаимодействует с атмосферой — значит требуется защитная среда. Для её получения можно привлечь идею из предыдущего пункта — генератор водорода, или использовать пламя бутановой горелки для создания зоны свободной от кислорода. А как же тогда у нас получалось рукой наплавлять на металле выступы сварочным аппаратом? — Это было наплавление. Дуга плавила подложку и материал электрода и металл постепенно нарастал затвердевая от холода подложки. Этот факт, кстати снижает интерес к системам на основе FDM- принтеров с идеей наплавления дорожек из расплавленного олова, соединяющих вставленные компоненты. Наплавление по маленькой капельке не только даст неровную и толстую дорожку, но и сомнительно с точки зрения хорошего электрического, а также механического контакта. — Проще говоря устойчивость и надёжность такого соединения будет не очень.
Какие усовершенствования мы можем ожидать увидеть на этом поле?
-4.1 Я тут смотрел в магазине на сварочную проволоку для сварочных автоматов. Дешёвая. Прочная. Ещё и медью бывает покрыта. Я думаю, что стоит попробовать использовать для укладки этой проволоки, не дуговой нагрев, а резистивный. Однако, как подсказывает Физик, простого размягчения для создания хорошего контакта не хватит. Значит придётся комбинировать резистивный нагрев и укладку с точечной сваркой для соединения между слоями и в местах поворотов головки. Резать проволку можно резким повышением резистивного тока до полного расплавления с подъёмом головки, но без подачи проволоки.
Разница в моём понимании между резистивным током и сварочным — в том, что резистивный это очень большой ток (сотни ампер, до тысяч) с малым напряжением, таким образом, чтобы ток протекающий по стальной проволоке диаметром 0,2-0,3 мм разогревал её до размягчения, но напряжение настолько мало, что на достаточно малой длинне, таким образом, чтобы не возникало электрической дуги. Дуговой ток — это ток, с напряжением вольт 20-50 (подбирать конечно же), создающий дугу, которая расплавляет и сваривает между собой разные слои. Алгоритм будет такой: — головка невысоко, миллиметра 2 над заземлённой стальной подложкой (она будет основанием детали -Увы). Выдвигается кончик сварочной проволоки с поданным сварочным напряжением. Вниз — вверх, до возникновения дуги. Через определённое время проволока резко опускается в лунку расплавленного металла, сварочное напряжение отключается. При этом возникает устойчивый электрический контакт. Имеем 2 мм проволоки от основы до головки. Подаём резистивный ток на головку, 2 мм проволоки размягчается, двигаем головку с выдвигающейся проволкой и резистивным током, например на 5 мм, опять привариваемся к подложке и так далее. Если надо отрезать проволоку — резистивный ток увеличиваем в разы и резко дёргаем головку вверх. Головка при этом медная, охлаждаемая.
-4.2 Другой вариант — керамическая жароупорная головка, работающая в дуговом режиме и наклёпывающая расплавленный металл по капельке. Этот вариант будет давать более плотные и более прочные изделия, только возникают довольно большие трудности с изготовлением столь жаростойкой керамической головки, да ещё терпимо относящейся к ударам в нагретом состоянии.

5. Принтеры «запекаемых изделий».

Ну вот несколько безумных идей:
— 5.1 Принтер порошкового спекания. Имеем два сопла в головке, подающих порошок. Один из порошков — порошок спекающийся в металл, другой — балластный, например окись алюминия или окись магния. Насыпание производим тонкими слоями, балластный порошок ограничивант распространение рабочего. Затем возможно прокатывание слоя для уплотнения или нет — надо проверять. Послойно засыпается весь рабочий объём, с заключённой внутри фигурой будущего изделия. Потом рабочая камера ставится в печку и спекается. Из окиси алюминия(она более сыпучая и лучше проводит тепло) вынимаем готовое, спеченное изделие по остывании. Точность печати будет не очень. Да и печка нужна.
-5.2 А вот ещё: — метод песчаных замков. В рабочей камере подложка из пористой керамики, снизу идёт откачка воздуха. На неё головкой наносятся дорожки из достаточно текучей смеси воды и металлического порошка, застабилизированной чем-нибудь вроде модифицированного крахмала, желатина или гуаровой камеди. Подобно привычным FDM-принтерам. Из-за откачивания снизу подложки, влага из смеси отсасывается и она становится относительно твёрдой. В детстве делали так замки из песка. В данном случае нужен некоторый клеящий компонент, чтобы при высыхании это дело не рассыпалось, должно хватить модифицированного крахмала, желатина или гуаровой камеди. Опять в печку и запекаем.

6. Композитные принтеры.

Речь идёт о принтерах, использующих для построения детали не однородный материал, а материал с различными включениями, как то — проволока, электронные компоненты и что ещё придумается. Это скорее всего относится к принтерам FDM-типа с дополнительным манипулятором/головкой, который сможет расставлять электронные компоненты, прокладывать проволоку для соединения их или для упрочнения деталей. Соединения электрических проводов с деталями может выполняться расплавлением искрой/микродугой проволоки припоя или искровой контактной сваркой. Для увеличения продольной прочности можно предусмотреть отверстия под стальные вставки, которые достаточно будет заплавить с двух концов паяльником, или канавки для упрочнения намоткой.
На этом прекращаю дозволенные речи и надеюсь, что, как минимум, было интересно, а может быть и вдохновит на работы в обрисованных направлениях. Если у Вас возникли какие-то мысли, предложения и идеи — обращайтесь. Спасибо.

Автор: sergku1213

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля