Teknika e re e printimit me lëng të shpejtë të studiuesve të MIT është 10 herë më e shpejtë

Imagjinoni të printoni një këmbë tavoline ose një kornizë karrige në pak minuta duke përdorur metal të lëngshëm. Studiuesit nga MIT kanë zhvilluar një teknikë të re të prodhimit të aditivëve që mund ta bëjë këtë.

Teknika e tyre, e quajtur printim metalik i lëngshëm (LMP), përfshin depozitimin e aluminit të shkrirë përgjatë një rruge të paracaktuar në një shtrat me rruaza të vogla qelqi. Alumini forcohet shpejt në një strukturë 3D , gati për t’u përdorur ose përpunuar më tej.

Studiuesit pohojnë se LMP është të paktën dhjetë herë më i shpejtë se një proces i krahasueshëm i prodhimit të aditivëve metalikë dhe procedura për ngrohjen dhe shkrirjen e metalit është më efikase se disa metoda të tjera. Megjithatë, LMP ka kufizimet e veta. Teknika sakrifikon rezolucionin për shpejtësinë dhe shkallën dhe nuk mund të arrijë rezolucione të larta.

Megjithatë, LMP nuk është pa kufizime. Teknika sakrifikon rezolucionin për shpejtësinë dhe shkallën. Ndërsa mund të printojë komponentë që janë më të mëdhenj se ata që zakonisht bëhen me teknika shtesë më të ngadalta dhe me një kosto më të ulët, nuk mund të arrijë rezolucione të larta.

Në një studim të fundit, studiuesit demonstruan procedurën duke shtypur korniza alumini dhe pjesë për tavolina dhe karrige, të cilat ishin mjaft të forta për t’i bërë ballë përpunimit pas printimit.

Ata treguan se si komponentët e bërë me LMP mund të kombinohen me procese me rezolucion të lartë dhe materiale shtesë për të krijuar mobilje funksionale. LMP është i përshtatshëm për disa aplikime në arkitekturë, ndërtim dhe dizajn industrial, ku komponentët e strukturave më të mëdha shpesh kërkojnë më pak detaje të imta. Mund të përdoret gjithashtu për prototipimin e shpejtë me metal të ricikluar ose skrap.

Një metodë për printimin me metale të zakonshme në ndërtim dhe arkitekturë , e quajtur prodhimi i aditivëve me hark teli (WAAM), mund të prodhojë struktura të mëdha me rezolucion të ulët. Megjithatë, këto mund të jenë të prirura për plasaritje dhe deformime, sepse disa pjesë duhet të shkrihen përsëri gjatë printimit. LMP, nga ana tjetër, e mban materialin të shkrirë gjatë gjithë procesit, duke shmangur disa çështje strukturore të shkaktuara nga rishkrirja.

“Ky është një drejtim krejtësisht i ndryshëm në mënyrën se si mendojmë për prodhimin e metaleve që ka disa avantazhe të mëdha. Ka edhe anët negative. Por shumica e botës sonë të ndërtuar – gjërat përreth nesh si tavolina, karriget dhe ndërtesat – nuk kanë nevojë për rezolucion jashtëzakonisht të lartë. Shpejtësia, shkalla, përsëritshmëria dhe konsumi i energjisë janë të gjitha metrika të rëndësishme, “thotë Skylar Tibbits, profesor i asociuar në Departamentin e Arkitekturës dhe bashkëdrejtor i Laboratorit të Vetë-Assembly, autor i lartë i një punimi që prezanton LMP.

Studiuesit ndërtuan një makinë që shkrin aluminin, mban metalin e shkrirë dhe e depoziton atë përmes një gryke me shpejtësi të lartë. Pjesët në shkallë të gjerë mund të printohen në pak sekonda, dhe alumini i shkrirë ftohet në disa minuta. Ekipi zgjodhi aluminin sepse përdoret zakonisht në ndërtim dhe mund të riciklohet me çmim të lirë dhe efikas.

Studiuesit eksperimentuan me disa materiale për të mbushur shtratin e printimit, duke përfshirë pluhurat e grafitit dhe kripën, përpara se të zgjidhnin rruaza qelqi 100 mikron. Rruazat e vogla të qelqit, të cilat mund t’i rezistojnë temperaturës jashtëzakonisht të lartë të aluminit të shkrirë, veprojnë si një pezullim neutral në mënyrë që metali të ftohet shpejt.

Sasia e materialit të shkrirë që mbahet në kavanoz, thellësia e shtratit të printimit dhe madhësia dhe forma e grykës kanë ndikimet më të mëdha në gjeometrinë e objektit përfundimtar. Për shembull, pjesët e objektit me diametra më të mëdhenj printohen fillimisht pasi sasia e aluminit që shpërndan hunda zvogëlohet ndërsa kavanoza zbrazet. Ndryshimi i thellësisë së grykës ndryshon trashësinë e strukturës metalike.

Për të ndihmuar në procesin LMP, studiuesit zhvilluan një model numerik për të vlerësuar sasinë e materialit të depozituar në shtratin e printimit në një kohë të caktuar.

Për shkak se hunda shtyn në pluhurin e rruazës së qelqit, studiuesit nuk mund të shikojnë aluminin e shkrirë teksa depozitohet, kështu që ata kishin nevojë për një mënyrë për të simuluar atë që duhet të ndodhte në pika të caktuara të procesit të printimit, shpjegon Tibbits.

Ata përdorën LMP për të prodhuar me shpejtësi korniza alumini me trashësi të ndryshueshme, të cilat ishin mjaft të qëndrueshme për t’i bërë ballë proceseve të përpunimit si bluarja dhe mërzitja. Ata demonstruan një kombinim të LMP dhe këtyre teknikave të pas-përpunimit për të bërë karrige dhe një tavolinë të përbërë nga pjesë alumini me rezolucion më të ulët, të printuara shpejt dhe komponentë të tjerë, si copa druri.

LMP është një alternativë më e shpejtë dhe më e gjelbër ndaj metodave konvencionale dhe mund të revolucionarizojë industrinë e prodhimit të metaleve. Megjithatë, është ende në fazat e hershme dhe ka nevojë për zhvillim të mëtejshëm përpara se të miratohet gjerësisht.

“Nëse ne mund ta bënim këtë makinë diçka që njerëzit mund ta përdornin për të shkrirë aluminin e ricikluar dhe për të printuar pjesë, kjo do të ndryshonte lojën në prodhimin e metaleve. Tani për tani, nuk është mjaftueshëm e besueshme për ta bërë këtë, por ky është qëllimi”, thotë Tibbits.