Новый взгляд на 3D-печать металлами: выборочное ингибирование спекания

Разработчики из Университета Южной Калифорнии придумали новый способ 3D-печати металлами. Метод задуман, как более приемлемая альтернатива лазерному спеканию. Технология получила название «Selective Inhibition Sintering» или SIS («Выборочное ингибирование спекания»). Распространенный процесс лазерного спекания («Selective Laser Sinthering» или «SLS») подразумевает частичную плавку металлического или пластикового порошка в соответствии с контурами цифровой модели. Технология требует использования дорогих лазерных излучателей и не отличается особо высокой скоростью. Кроме того, расходный материал требует подогрева для снижения времени печати и мощности, потребляемой лазерами.

SIS использует обратный подход: вместо спекания частиц материала для получения готовой модели метод подразумевает нанесение жидкого ингибитора по периметру будущей модели с помощью одной или нескольких струйных печатающих головок. После окончания «печати» расходный материал подвергается термической обработке в обычной печи. Частицы, не обработанные ингибитором, спекаются с получением готового изделия.

Новая технология имеет ряд преимуществ перед лазерным спеканием:

• Жидкий ингибитор наносится с помощью относительно недорогих струйных головок, причем скорость обработки несравнимо выше скорости лазерного спекания при аналогичной точности
• Нанесение ингибитора требует лишь малого расхода энергии в сравнении с использованием лазеров или высоковольтной дуговой сварки, зачастую применяемой в пятиосевых 3D-принтерах
• После нанесения ингибитора модель спекается в печи целиком, что положительно влияет на скорость производства
• Процесс не требует использования связующих материалов, что позволяет создавать более прочные объекты. Кроме того, температура спекания может быть отрегулирована в соответствии с требуемой степенью спекания
  
  

Команда построила прототип SIS установки и провела успешные испытания. Одним из примеров служит ключ на иллюстрации (СAD-модель слева, готовый объект справа).

Само собой, технология пока сыровата, ибо находится в ранних стадиях испытаний и требует доработки. Так, разработчики признают недостаточное качество поверхностей и высокую усадку моделей. Впереди еще много работы, но сам метод достаточно заманчив.

Новая технология вполне может добиться высокой популярности за счет относительно низкой стоимости аппаратуры и себестоимости печати, а также более высокой производительности в сравнении с существующими методами печати металлами.