Tecnicas de impresion baratas para objetos de metal

A pesar de que la impresión 3D, finalmente ha empezando a hacerse un nombre por sí mismo como una tecnología de consumo, sigue siendo casi enteramente un asunto de plástico. Prácticamente todas las impresoras 3D de propiedad de los fabricantes privados son impresoras de extrusión de plástico que dependen de la tecnología FDM. Mientras que éstos están siendo utilizados para crear bienes maravillosas y creativas, su naturaleza plástica limita un tanto el potencial de estas impresoras.

Impresión de metal, por el contrario, tiene la capacidad de innovación para desafiar y cambiar todos los aspectos de la fabricación. Pero las opciones de materiales limitados, equipos costosos y absurdamente altos costos de producción significan que todavía es casi en su totalidad una tecnología industrial. Mientras que las industrias aeroespaciales están haciendo cosas maravillosas con esa tecnología, pasarán años antes de que la tecnología se convierte en asequible para los responsables de todos los días. Y mientras que la tecnología de impresión de plástico tiene una maravillosa plataforma de desarrollo de código abierto, simplemente no hay nada similar para la impresión de metal.

Pero hay algo de luz al final del túnel. Para un equipo de ingenieros de la Universidad Tecnológica de Michigan – Liderado por Joshua Pearce, profesor asociado de Ciencia de los Materiales e Ingeniería – ha estado trabajando en una impresora de metal 3D de código abierto desde hace algún tiempo. Mientras que pasará algún tiempo antes de que sus esfuerzos de impresión de metal se pueden emular en nuestros propios hogares (garajes, en lugar de desktops creo), se han hecho algunos avances tecnológicos interesantes que pueden hacer que la impresión de metal mucho más asequible que nunca. Su tecnología de impresión podría costar tan poco como $ 1500 a configurar usted mismo.

Su solución de reducción de costos? Tecnología de la soldadura por arco metálico con gas. A diferencia de los extremadamente caros tecnologías de sinterización y fusión por láser, esta tecnología de fabricación suelda capas de metal «filamento» junto con un soldador de gas, controlado con un microcontrolador de código abierto. En esencia, se combina un soldador de gas comercial (como los que se utilizan a menudo en las obras de construcción) con una configuración deltabot RepRap. Aunque la mayoría de los objetos producidos por la tecnología de soldadura tienen una resolución de impresión limitada y un acabado superficial pobre, su configuración ‘microsoldadura’ tiene hasta ahora ‘exhibió un excelente control dimensional y acabado superficial más fino que resulta de la pequeña – electrodo de diámetro y el alambre empleado.’

Sólo hay un problema con este enfoque: ¿cómo eliminar los objetos metálicos 3D impreso desde el sustrato de metal que han sido impresos en? Generalmente, esto requeriría herramientas de corte muy costosos que impulsan drásticamente los precios de una tecnología que se supone que es asequible. Muchas alternativas más baratas tienden a dañar los objetos en cuestión, y negaría todo el esfuerzo puesto en la tecnología de impresión.

Afortunadamente, el equipo de Michigan han desarrollado recientemente una táctica de eliminación que aún será barato y dejará el objeto impreso intacta. Hasta ahora este método de post-procesamiento ha tenido éxito con objetos 3D impreso en ER1100 aluminio. Como explicaron en su artículo reciente publicado en la impresión 3D y fabricación aditiva, esto implica recubrimiento su sustrato voluntad sustancias específicas que aseguren que los objetos de aluminio forman un compuesto quebradizo con el sustrato. Si bien esto crea un vínculo débil entre el objeto y el printbed, un par de toques con un martillo y un cincel fácilmente libera los dos. Esto no sólo dejar el objeto en forma perfecta, sino que también significa que no destruyas tu printbed en cada iteración. Por último, también es barato y muy rápido.

La clave de este proceso son las “fases intermetálicas ‘que se forman entre las diferentes estructuras metálicas. La soldadura de dos componentes de metal (por ejemplo, aluminio y hierro) juntos los resultados en una interfaz de fragilidad entre los dos debido a sus diferentes estructuras de cristal, por lo que los fabricantes industriales de objetos de metal tienden a evitar como la peste. Pero a propósito de crear estos lazos frágiles entre el printbed y el objeto resultó ser la solución perfecta para la impresión de metal presupuesto: ‘Esta interfaz frágil puede haber permitido que las muestras de aluminio que se extraen fácilmente de la baja – sustrato de acero al carbono, no sólo a través de un corte con solapamiento prueba, pero también con un martillo y un cincel, explotando la baja resistencia de esta interfaz.

Como parte de sus experimentos, el equipo de Michigan primero impreso un grupo de control que ilustra perfectamente el problema. Impresión de ‘aluminio comercialmente puro’ en un printbed de ‘aluminio comercialmente puro “como resultado, como se puede esperar,” buena unión entre los materiales impresos y de sustrato. Este resultado se esperaba porque no hay compuestos o revestimientos se aplicaron para evitar la adhesión.

Sin embargo, los recubrimientos de óxido de aluminio y nitruro de boro probaron para dar lugar a formaciones muy quebradizas. Estos se aplicaron a dos tipos de sustratos: uno de 1100 de aluminio y otro de bajo A36 – acero al carbono. “Se determinó que el nitruro de boro – recubierta baja – acero al carbono proporciona la fuerza de adhesión más bajo. Aluminio Impresión en baja sin revestimiento – acero al carbono también permitió una fácil extracción de la pieza de aluminio con el beneficio de ningún paso o costos adicionales de revestimiento ‘.

Además, no se observó deformación de los sustratos de impresión durante estos experimentos, lo que significa que se pueden reutilizar una y otra vez. ‘Esto es a la vez un beneficio económico y ambiental. El trabajo preliminar indica que el mismo sustrato se puede utilizar varias veces. Los recubrimientos de nitruro de óxido de aluminio y boro pueden ser raspados, lijadas, o simplemente se lavó con agua para preparar la superficie para su reutilización, una mejora con respecto a otras técnicas de impresión 3D tales como fusión por láser y la soldadura por láser de metales, que requieren un sustrato sacrificial.

Esto podría significar que la impresión de metal comercial podría estar a la vuelta de la esquina, especialmente como sustrato reutilizable mantendría la impresión real cuesta bajo. Joshua Pearce también parece muy optimista, llegando al extremo de afirmar que esto podría traer la fabricación de metal para el mundo en desarrollo: “Es evidente que la capacidad de producir piezas de metal de encargo funcionales (por ejemplo, componentes para bicicletas, componentes de la bomba de agua, o pequeñas turbinas de viento) en una comunidad relativamente aislada tendría ahora – implicaciones de largo alcance. Más allá de los beneficios económicos, esta tecnología también puede tener utilidad en la educación como se evaluó en el trabajo por la UNESCO teniendo en cuenta cómo la impresión 3D se podría utilizar para la educación en esas comunidades. “

Mientras que su actualidad no está claro cuáles serán los próximos pasos son (voluntad que quiera desarrollar un emprendimiento comercial?), Pearce ha dicho en el pasado que tiene la intención de compartir sus resultados en una base de código abierto con la comunidad fabricante. “Preveo un rápido progreso en la comunidad fabricante pone sus manos en él. Dentro de un mes, alguien va a hacer uno que sea mejor que la nuestra, te lo garantizo “.

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