Skuteczne materiały do drukowania 3d w stylu wytłaczania wymagają kilku rzeczy:
- Musi pozostawać w miejscu umieszczonym przez dyszę na tyle długo, aby stwardniał (lub, alternatywnie w przypadku past i tym podobnych, mieć profil rozrzedzający ścinanie lub tiksotropowy, aby nie przepływał pod własnym ciężarem).
- Jeśli używa się wytłaczarki z filamentem, musi ona mieć szeroki zakres lepkości, który zmienia się stopniowo w znacznym zakresie temperatur. Jest to konieczne do opracowania właściwego zachowania przy ścinaniu półstopnym „strefy zakrętki”, które pozwala, aby przychodzące włókno działało jak tłok i generowało ciśnienie przed dyszą. Wytłaczarki granulatu mają podobne wymagania, ale dotyczą raczej ścinania śrub / ścianek niż ścinania włókien / ścianek. W przypadku braku filamentu ani granulatu, takiego jak drukarki gliniaste, materiał musi nadawać się do pompowania za pomocą pompy wyporowej. (Możliwe jest pompowanie stopionego metalu, ale koszt jest dość wysoki.)
- Musi tworzyć pewnego rodzaju wiązanie z uprzednio osadzonym materiałem stałym, bez konieczności znajdowania się w stanie, który szybko przepłynie i straci kształt.
- Musi mieć pewną kombinację niskiego skurczu, zdolności pełzania w temperaturze otoczenia drukarki i / lub niskiej sztywności, która pozwala na układanie kolejnych warstw bez niedopuszczalnej ilości wypaczenia.
Ciekłe metale mają tendencję do konfliktu między „pozostaniem tam, gdzie je umieścisz” a „związaniem z poprzednią warstwą”. Aby osadzony metal w pełni się związał, materiał styku musi osiągnąć temperaturę topnienia, aby nastąpiło prawdziwe zgrzanie stopione. Aby zapewnić wystarczającą ilość ciepła, aby stopić interfejs bez dodatkowego źródła ciepła, takiego jak łuk, osadzony stopiony metal musi być bardzo gorący. Więc będzie działać, dopóki się ochłodzi. Wysoka gęstość i wysoka pojemność cieplna sprawia, że działa szybko i powoli się chłodzi.
Prawie każdy metalowy wydruk 3D DIY (na przykład wykonany przez spawarki MIG z podajnikiem drutu) kończy się tak:
https://3dprint.com/29944/diy-metal-printing-garage/
Dla porównania, polimery mają długie łańcuchy molekularne, które pozwalają im „zgrzewać dyfuzyjnie” i przylegać BEZ pełnego przetapiania interfejsu. Stopiony płynny plastik dość skutecznie przyklei się do stałego tworzywa sztucznego. Interfejs musi być wystarczająco gorący, aby znacząca dyfuzja przeplatała łańcuchy molekularne. Nastąpi to między punktem szklanym a temperaturą topnienia, bez prawdziwego stopienia. Dzięki temu możesz drukować stopiony plastik w temperaturze, w której pozostanie on na miejscu wystarczająco długo, aby stwardniał i nadal uzyskał dobre wiązanie.
Metale są również bardzo sztywne, co zachęca do wypaczania. Trudno jest zbudować ogrzewane środowisko o wystarczającej temperaturze, aby właściwie zmniejszyć naprężenie skurczu termicznego w miarę postępu drukowania, podczas gdy w przypadku tworzywa sztucznego podgrzewana płyta robocza i ciepła obudowa mogą pozwolić, aby naprężenia wypaczające zaczęły się rozluźniać w miarę postępu drukowania.
Możliwe jest drukowanie w stylu „FDM” filamentu / drutu drukowanego 3d ze stopów metali, które mają szeroki zakres pomiędzy solidus i liquidus. Dokonano tego przy użyciu lutu i podobnych stopów . Jednak między naprężeniami wypaczającymi, słabym wiązaniem warstw spowodowanym nieodpowiednim ponownym stopieniem interfejsu i zastosowaniem miękkich stopów o niskiej temperaturze topnienia, powstałe części drukowane zwykle kończą się słabiej niż gdyby były po prostu wydrukowane na mocnym plastiku. Na przykład PEEK jest prawie tak wytrzymały jak aluminium, a kompozytowe tworzywa sztuczne z włókna węglowego lub włókna szklanego mogą przewyższać metale przy różnych wskaźnikach wydajności. Po co więc drukować na słabych, kruchych stopach metali?
Przez lata wiele osób próbowało drukowania metalu w stylu FDM, ale nikt nie uznał za warte kontynuowania na dłuższą metę. Bardziej typowe metody drukowania metali DIY, takie jak spawanie 3D MIG, a następnie obróbka czyszcząca, przyniosą lepsze rezultaty.
Myślę, że najbliższy ci będzie materiał kompozytowy. W ciągu ostatnich 2 lat na rynku pojawiło się coraz więcej filamentów kompozytowych do drukarek 3D dla konsumentów. Dobry przykład kompozytowych filamentów można zobaczyć na Proto-Pasta . Ponieważ filament musi składać się głównie z polimerowego „spoiwa”, materiał nie będzie oczywiście wykazywał wszystkich właściwości obu.
Nie zajmując się zbytnio naukami o materiałach, rozważ połączenie zarówno ABS, jak i żelaza (lub innego metalu na bazie żelaza). Nie można oczekiwać wydrukowania stałego obwodu z filamentu, ponieważ żelazo może nie być reprezentowane we wszystkich kierunkach filamentu, w wyniku czego powstaje rezystancja lub brak przewodności.
Tak więc, aby odpowiedzieć na twoje pytanie: nie jestem świadomy znacznie większego stanu szkła w pewnego rodzaju metalu / stopie. Twój najlepszy zakład to kompozyt, ale to zależy od wymagań twojej części, jeśli kompozyt będzie działał. Następnie czeka Cię kolejna bitwa o znalezienie odpowiedniego rodzaju kompozytu, a co gorsza, dobrego dostawcy lol
źródło
Spędziłem trochę czasu, szukając maszyny FDM, która drukowałaby filament z brązu. Stop powszechnie wytwarzany w drucie miał różnicę między temperaturą solidusu i likwidusa wynoszącą tylko 50 stopni C. Ustaliłem, że można wytworzyć konwencjonalny gorący koniec, podgrzewany elektrycznie, wykonany z molibdenu lub wolframu.
Nie określiłem, jak zachowuje się brąz w 50-stopniowej strefie ciało stałe-ciecz. Bardziej martwiłem się rozpuszczalnością materiału dyszy w miedzi, dla których nie mogłem znaleźć bardzo opublikowanych danych.
Z mojego doświadczenia w spawaniu i drukowaniu tworzyw sztucznych za pomocą FDM może być problem z przyczepnością warstw. Aby naprawdę związać, schłodzony materiał musi zostać stopiony przez materiał osadzony w następnej warstwie. Komplikuje to temperatura schłodzonego materiału, przewodność cieplna materiału i skłonność materiału do tworzenia tlenków. Można je złagodzić, ogrzewając obiekt w obojętnej atmosferze.
Tak więc, aby odpowiedzieć na pytanie, proponuję spojrzeć na stopy brązu, ponieważ topią się one w umiarkowanych temperaturach i są mniej podatne na utlenianie niż stopy aluminium.
źródło