توسعه تکنیک چاپ سه‌بعدی سریع که از فلز مایع استفاده می‌کند [تماشا کنید]

پژوهشگران دانشگاه MIT یک تکنیک چاپ سه بعدی سریع توسعه داده‌اند که به کاربر اجازه می‌دهد از فلز مایع برای چاپ‌های بسیار سریع استفاده کند. این فرایند می‌تواند زمان ساخت قطعات آلومینیومی بزرگ را به چند دقیقه کاهش دهد، درحالی‌که بسیاری از تکنیک‌های موجود ساعت‌ها زمان نیاز دارند. دانشمندان از این تکنولوژی برای ساخت پایه‌های صندلی، چهارچوب‌های میز و دیگر لوازم مبلمان استفاده کرده‌اند.

این تکنیک چاپ فلز مایع (LMP) نام دارد و در آن آلومینیوم مذاب در یک مسیر از پیش تعریف‌شده وارد بستری از دانه‌های ریز شیشه می‌شود. این دانه‌ها به‌سرعت دور سازه سه‌بعدی سخت می‌شوند. پژوهشگران می‌گویند این روش حداقل ۱۰ برابر سریع‌تر از تکنیک‌های ساخت‌وساز فلزی مشابه است. در زیر می‌توانید ویدیویی از سازوکار این دستگاه و خصوصیات آن تماشا کنید.

عملکرد و مزایای دستگاه چاپ سه‌بعدی فلز مایع

یکی از مشکلات تکنولوژی‌های چاپ فلزی موجود این است که سازه فلزی ساخته‌شده با این دستگاه‌ها می‌تواند بسیار آسیب‌پذیر باشد. در تکنیک‌های متداول چاپ فلز، در حین فرایند چاپ باید بخش‌هایی از فلز چاپ‌شده دوباره ذوب شود. این عمل باعث می‌شود تا سازه چاپ‌شده دچار ترک یا تغییر شکل شود.

دستگاه دانشگاه MIT این قابلیت را دارد که فلز آلومینیوم را در تمام طول فرایند چاپ مذاب نگه دارد. به‌این‌ترتیب، مشکلات ناشی از ذوب دوباره فلز از بین می‌رود.

در این دستگاه، فلز مایع در یک محفظه از جنس گرافیت ذخیره و از یک نازل سرامیکی به بستر خرده شیشه تزریق می‌شود. بااین‌حال برای رسیدن به سرعت بالا، دانشمندان از تفکیک چاپ کاسته‌اند. به همین دلیل نمی‌توان از این دستگاه برای ساخت قطعاتی ظریف با هندسه پیچیده استفاده کرد.

دلیل کاهش تفکیک این است که بسیاری از قطعات بزرگ نیازی به تفکیک بالا ندارند. به همین دلیل است که آن‌ها از آن برای چاپ قطعات مبلمان استفاده کرده‌اند. کاربردهای ساختمانی نیز نیاز به تفکیک چاپ بالایی ندارند.

بااین‌حال، همچنان این امکان وجود دارد که این قطعات را پس از تولید با ابزارهای فلزکاری پردازش کرد تا به تفکیک بالاتر رسید. قطعات تولیدشده با این تکنیک، برخلاف تکنیک تولید افزایشی قوس سیمی (روش چاپ فلز متداول)، مقاومت و دوام بالایی دارند و هنگام پرداخت دچار ترک یا تغییر شکل نمی‌شوند.

همچنین باید اشاره کرد که روش چاپ سه‌بعدی فلز مایع تنها به آلومینیوم محدود نمی‌شود. می‌توان از هر فلزی در این دستگاه استفاده کرد. پژوهشگران به این دلیل آلومینیوم را انتخاب کرده‌اند که در کاربردهای ساختمانی و دکوراسیون محبوبیت بالایی دارد و به‌سادگی بازیافت می‌شود.

این دستگاه هنوز جای توسعه دارد. پژوهشگران درحال کار روی پایداری سیستم ذوب هستند تا از سخت‌شدن مقطعی فلز جلوگیری کنند. همچنین آن‌ها هنوز با نازل‌هایی با قطرهای بالاتر مشکل دارند، زیرا این نازل‌ها فلز را با قطر یکنواخت چاپ نمی‌کنند. بااین‌حال، آن‌ها می‌گویند که تکنیک جدیدشان می‌تواند انقلابی در صنعت تولیدات فلزی باشد.