Kunne denne maskine skubbe 3-D-print ind i de store fremstillingsligaer?

Opfinderen af ​​en ny slags 3-D-printer siger, at hans forskergruppe vil bygge en massiv maskine, der er i stand til at masseproducere plastikdele til konkurrencedygtige priser inden for to år.

En større version af denne højhastighedssintringsmaskine er nu på vej.

At lave plastdele lag for lag efter digitale instruktioner er en meget langsom proces sammenlignet med konventionelle metoder. Det er grunden til, at additiv fremstilling – eller 3-D-print, som det er mere populært kendt – hidtil kun har været økonomisk til fremstilling af små partier af nicheprodukter som tandimplantater og høreapparatskaller. Den nye teknik kan øge antallet af dele, der kan laves økonomisk på denne måde, fra tusinder til millioner ad gangen, i det mindste for små, komplicerede genstande.

Sammenlignet med konventionelle teknologier som sprøjtestøbning, kan additiv fremstilling reducere materialeforbruget betydeligt og eliminere det dyre værktøjsværktøj, der er nødvendigt for at lave visse komplicerede former. Det gør det også mere praktisk at designe unikke arkitekturer til dele, der for eksempel kunne hjælpe med at gøre biler og fly lettere og mere brændstofeffektive (Se 10 Breakthrough Technologies 2013: Additive Manufacturing ).

Neil Hopkinson , professor i maskinteknik ved University of Sheffield i Storbritannien, har udviklet den nye metode, kaldet high-speed sintring, i over et årti.

Lasersintringsmaskiner bygger objekter ved at bruge en enkeltpunktslaser til at smelte og sammensmelte tynde lag af pulveriseret polymer, et efter et. Hopkinson erstattede lasersystemet, som både er dyrt og langsomt, med en infrarød lampe og et inkjet-printhoved. Printhovedet leverer hurtigt og præcist mønstre af strålingsabsorberende materiale til pulverlejet. Efterfølgende udsættelse af pulveret for infrarødt lys smelter og smelter pulveret sammen til mønstre, og maskinen skaber tynde lag, et efter et - svarende til den måde, lasersintring fungerer på, men meget hurtigere.

Hopkinsons gruppe har allerede vist, at metoden virker i relativt lille skala. De har også beregnet, at givet et stort nok bygningsareal er højhastighedssintring i størrelsesordenen 100 gange hurtigere end lasersintring af visse slags dele, og at det kan være konkurrencedygtigt med sprøjtestøbning til fremstilling af millioner af små, komplekse dele ad gangen, siger Hopkinson. Nu vil gruppen faktisk bygge maskinen ved at bruge finansiering fra den britiske regering og nogle få industrielle partnere.

Højhastighedssintring har potentialet til at være meget hurtig, og processen kan i visse tilfælde ende med at blive meget billigere end lasersintring, siger Phil Reeves , vicepræsident for strategisk rådgivning for Stratasys, en førende producent af mange slags additive fremstillingsmaskiner og materialer. Der skal dog stadig arbejdes meget på at udvikle materialer, der kan fungere med processen, hvis målet er at konkurrere med sprøjtestøbning, siger han. At dømme ud fra, hvad Hopkinson har offentliggjort, er rækken af ​​polymerer, der arbejder med højhastighedssintring, begrænset sammenlignet med sprøjtestøbning, siger Reeves, og mange industrielle polymerer er muligvis ikke kompatible med processen, da den er afhængig af at kombinere pulveret med et ekstra, lysabsorberende materiale.

En anden potentiel udfordring for kommercialiseringen af ​​Hopkinsons teknologi, siger Reeves, er, at Hewlett-Packard er ved at udvikle en meget lignende teknologi. Selvom få detaljer er kendt om HPs system, kaldet Multi Jet Fusion , er det tydeligt, at det også anvender et inkjet-printhoved, der kan levere både et strålingsabsorberende materiale og et andet materiale, det kalder et detaljeringsmiddel.

For hvad det er værd, er Hopkinsons højhastighedssintring patenteret, og den intellektuelle ejendom ejes af Hopkinsons tidligere institution, Loughborough University, som har licenseret teknologien til flere enheder, herunder det tyske 3-D printfirma Voxeljet . Hopkinson siger, at den maskine, som hans gruppe bygger nu, vil være i stand til at levere yderligere materialer, såsom ledende blæk, der bruges til at printe elektroniske enheder, hvilket fortsat er en stor teknisk udfordring for additiv fremstilling. Jeg tror ikke på, at HP planlægger det her, siger han.

skjule