3D-Druck ist eine coole Möglichkeit, reale Nachbildungen von 3D-Computermodellen zu erstellen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies in Ihrem eigenen Zuhause zu tun. FDM-Druck mit Thermoplasten und MSLA-Druck mit lichtempfindlichen Harzen sind beide relativ günstig und einfach zu erwerben. Es gibt andere, exotischere Methoden des 3D-Drucks, die einzigartige Vorteile bieten können. Leider sind diese viel teurer und für die meisten Haushalte im Allgemeinen nicht geeignet. Eine dieser Techniken wird als Kaltspritzmetall-3D-Druck bezeichnet.
Die meisten Formen des 3D-Drucks mit Metallen erfordern viel Wärme, um das betreffende Metall zu schmelzen oder zu sintern. Das „kalt“ im Namen weist darauf hin, dass diese Methode des 3D-Druckens von Metallen ganz anders ist. Statt erhitzt zu werden, wird das Metallpulver auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Beim Aufprall auf das Ziel verbindet sich das Metall richtig, sodass vollständig dichte Teile erzeugt werden können.
Die genaue erforderliche Geschwindigkeit hängt vom Metall ab, wobei härtere Materialien Geschwindigkeiten über Mach 3 benötigen. Die Beschleunigung wird durch den Einsatz von Druckgas erreicht. Wenn möglich, wird normale Luft verwendet. Aber für höhere Geschwindigkeiten wird Stickstoff oder sogar Helium benötigt.
Leistungen
Es gibt eine Vielzahl von Vorteilen, die diese Technik des 3D-Drucks gegenüber anderen Metalldrucktechnologien bietet. Da im Allgemeinen viel Wärme benötigt wird, wirken sich andere umgebende Teile negativ aus. Erfordert potenziell zeitaufwendige und kostspielige Demontage und Wiedermontage, um zu verhindern, dass die Reparatur mehr Schaden anrichtet. Der Metallkaltspritzdruck beeinflusst nicht nahe gelegene Teile, da er nicht erhitzt wird und präzise anvisiert werden kann.
Dies ermöglicht In-Situ-Reparaturen von komplexen Maschinenteilen. Zum Beispiel demonstrierte die US Air Force die Fähigkeit, das Gleitgelenk der Flügelverkleidung eines aktiven kampfbereiten Flugzeugs zu reparieren. Herkömmliche Methoden hätten acht Wochen benötigt, um das Teil zu entfernen. Dies würde eine halbe Million Dollar kosten, um das Teil zu entfernen und zu ersetzen.
Abgesehen davon, dass Reparaturen vor Ort möglich sind, ist der Prozess selbst bis zu 100-mal schneller als andere Formen des Metall-3D-Drucks, was noch schnellere Durchlaufzeiten ermöglicht. Es funktioniert mit einer Vielzahl von Metallen und ermöglicht sogar die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Metalle. Dadurch kann ein Teil an einem Ende aus massivem Titan bestehen und durch eine Reihe von Legierungszusammensetzungen übergehen, bevor am anderen Ende massives Gold hergestellt wird. Dies ermöglicht hochgradig anpassbare Legierungseigenschaften. Es werden keine schädlichen Dämpfe freigesetzt. Das gesamte Metallpulver wird ohne Verschwendung verwendet.
Kaltspritz-Metalldrucker sind klein genug, um sie für Reparaturen oder Fertigungen vor Ort per LKW transportieren zu können. Es ist sogar möglich, Sensoren und Elektronik in das Teil einzubetten und zu bedrucken. Dies setzt jedoch voraus, dass sie vor den Auswirkungen des Druckprozesses geschützt sind.
Einschränkungen und Nachteile
Obwohl es billiger als herkömmliche Methoden ist, ist es leider immer noch nicht für den Heimgebrauch erschwinglich. Die begrenzte Anzahl von Anbietern und aktuellen Märkten (hauptsächlich Verteidigung, mit einigen Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt) deuten darauf hin, dass sich dies für eine Weile nicht ändern wird. Gedruckte Teile müssen etwas nachbearbeitet werden, um den Druck zu glätten und zu schärfen. Darüber hinaus ist es aufgrund der Physik des Prozesses einfach nicht möglich, einige Geometrien zu drucken.
Der Metall-Kaltspritzdruck ist ein einzigartiges Verfahren, das einzigartige Vorteile beim Betrieb in anspruchsvollen Umgebungen bietet. Leider werden die Anschaffungskosten der Maschinen diese Technologie aus dem Mainstream-Gebrauch heraushalten. Die begrenzte Geometrie wird wahrscheinlich auch potenzielle Anwendungen einschränken. Zukünftige Verbesserungen der Technologie können dieses Problem beseitigen.
Haben Sie Projekte, bei denen diese Technologie hilfreich wäre? Lassen Sie es uns unten wissen.