Tre forskare vid University of California har utvecklat en ny teknik för metallbaserad 3d-printning som kan leda till både mindre – och billigare – utrustning.
Metallbaserad 3d-print kan idag utföras med tre olika tekniker; elektronstråle, eller EBM, en teknik som används av bland annat Arcam, inkjet, där ett metallpulverlager sprayas selektivt med ett härdningsmedel (används av Höganäs Digital Metal), eller lasersintring, där en koncentrerad laserstråle sintrar metallpulver. Alla tekniker är kostsamma, både sett till inköpspris och användning. En metallmaskin kan kosta flera miljoner att köpa.
De tre forskarna, Payman Torabi, Matthew Petros och Behrokh Khoshnevis, har tagit fram ett koncept som de kallar för SIS, Selection Inhibition Sintering. Istället för att selektivt smälta metallpulver med laser eller elektronstråle, så täcker SIS-tekniken selektivt för de områden som inte ska sintras.
Tekniken bygger på att de delar av ett pulverlager som inte ska sintras sprayas med en antisintringsvätska från ett skrivhuvud som gör att dessa delar stelnar. Lager för lager blir komponenten som ska produceras inkapslad i detta stelnade pulver. När produktionen sedan är klar och ska sintras och värmebehandlas är det bara det obehandlade metallpulvret som sintras. Det vätskebehandlade pulvret kan avlägsnas.
Den vätska man använt i sina tester består av sackaros upplöst i vatten. Forskarteamet har även försökt med keramiska salter och kolhydrater, men sackaroslösnignen fungerade bäst med den bronslegering som man använde som testmaterial.
En stor fördel med tekniken är att den saknar laser. Det är både mer komplicerat och kostsamt om en 3d-printer ska utrustas med laser. För att inte tala om säkerheten. Det ska också gå att använda tekniken utan behov av stödmaterial.
Testmaskinen som forskarteamet arbetar med kan producera i lager på 120 mikron. Man har producerat flera testkomponenter (se bilden), men räknar med avsevärt mer forskningstimmar innan det finns en marknadsklar lösning. I gengäld kan vi få se en metallmaskin för konsumentsidan.
