Технология струйного нанесения связующего вещества

Метод струйного нанесения связующего похож на метод SLS, в котором выдвигаются требования к первоначальному слою порошка на рабочей платформе. В отличие от метода SLS-печати, в котором для спекания порошка используется лазер, в методе струйного нанесения связующего вещества используется печатная головка, которая перемещается над поверхностью порошка, капельно нанося связующее вещество (обычно диаметр капли составляет 80 микрон). Это вещество связывает вместе частицы порошка и образует новый слой детали. После этого, подложка из порошка опускается, и на только что напечатанный слой наносится новый слой порошка. Процесс повторяется до получения полной детали.

Затем деталь оставляют в порошке, чтобы она затвердела и приобрела нужную прочность. Позже ее вынимают из порошка, а несвязанный порошок удаляется струей сжатого воздуха.

Технология струйного нанесения связующего вещества - песок

Метод струйного нанесения связующего вещества с песком - это недорогой способ для производства деталей из песка (также распространены вариации типа песчаника или гипса). Ниже описаны два наиболее популярных метода печати песком.

• Полноцветные модели

Детали для полноцветных презентационных моделей печатаются с использованием соединения из порошка на основе штукатурки или PMMA и жидкого связующего агента. Сначала первая печатная головка наносит связующий агент, а вторая тем временем наносит цвет, таким образом, появляется возможность выполнять полноцветную печать (Рисунок 6.3). Как только детали полностью затвердели, их снимают с рабочей платформы и очищают от несвязанного порошка. Для улучшения механических свойств детали дополнительно пропитывают инфильтратами. Они представлены достаточно широким рядом, и все обладают различными свойствами. Также, для улучшения переходов цвета, иногда наносятся покрытия.

• Сердечники и формы для литья из песка

Метод струйного нанесения связующего также используется для производства из песка сердечников и форм для литья. Сердечники и формы для литья обычно печатаются песком, иногда для особых нужд печать выполняет искусственным песком (silica). После печати сердечники и формы для литья вынимаются из рабочей зоны и очищаются от лишнего песка.

Обычно формы готовы к использованию сразу же после печати. После отливки формы разбивают и вынимают готовое металлическое изделие.

Основным преимуществом производства форм и сердечников для литья из песка состоит в том, что данный метод позволяет производить большие формы сложной геометрии при относительно низкой стоимости. Как правило, такой процесс легко интегрируется в существующее производство и процесс литья без каких-либо дополнительных особенных требований.

 Технология струйного нанесения связующего вещества - металл

Метод струйного нанесения связующего также используется и для производства деталей из металла. В нем металлический порошок связывается полимерным связующим веществом. Изготовление металлических деталей этим методом позволяет производить детали сложной геометрии, которые невозможно произвести традиционными методами производства.

Функциональные металлические детали можно произвести только вспомогательным способом, описанным ниже. Стоимость и качество готовой детали обычно определяет, насколько вспомогательный процесс оправдан для конкретного применения. Без этих дополнительных этапов, детали, изготовленные по методу струйного нанесения связующего, будут иметь плохие механические свойства.

• Пропитка

В начале частицы металлического порошка пропитываются и связываются вместе с помощью связующего агента, образуя сырую деталь.

Когда деталь высохла, с ее очищают от несхватившегося песка и запекают в печи, где связующий агент выгорает, оставляя в детали пустоты (плотность около 60%). Затем для заполнения этих пустот действием капиллярного эффекта применяют бронзу (Рисунок 6.4), в результате чего плотность деталь становится очень высокой (более 90%), повышая тем самым и прочность. Детали, выполненные из металла по методу струйного нанесения связующего, имеют более низкие механические свойства, чем детали, которые были изготовлены методом синтеза на подложке (Глава 8).

• Спекание

Также, металлические детали иногда производят без пропитки.

После завершения печати, сырую деталь помещают в печь.

Там она спекается и приобретает высокую плотность (более 97%). Еще на этапе конструирования следует учитывать тот факт, что при выборе этого метода возникает проблема неравномерного стягивания.