Дешевая и быстрая индукционная технология позволяет неограниченное количество

Аддитивное производство металлов может осуществляться разными способами, но идея, как правило, одна и та же: вы запускаете большой принтер, который слоями наносит расплавленный металл на подложку, а затем сплавляет их в твердую форму. Печатая с нуля, вы можете создавать формы, которые невозможно создать с помощью традиционного субтрактивного производства, и хотя это слишком медленно и сложно для массового производства, это невероятно быстрый и эффективный метод для мелкосерийных деталей и быстрого прототипирования.

Многие из сегодняшних систем печати металлом используют лазеры для нагрева и плавления порошкового металлического сырья. Основатель и генеральный директор Rosotics Кристиан ЛаРоза говорит, что лазерным системам свойственен ряд проблем. Во-первых, это порошкообразное металлическое сырье дорогое и зачастую опасное – например, порошкообразный титан взрывоопасен. Во-вторых, лазеры являются неэффективным средством преобразования энергии в тепло. Крупномасштабные лазерные системы могут потребовать специальных систем энергоснабжения.

В-третьих, они могут быть опасны: даже отраженного луча такой силы может быть достаточно, чтобы ослепить человека, если он попадет прямо в глаз. И, в-четвёртых, детали, созданные этими методами, обычно требуют последующей термообработки, а это означает, что вы можете печатать только детали размером с духовку, в которой их можно потом запечь.

ЛаРоса говорит, что он придумал альтернативу, которая решает все эти проблемы и открывает двери для дешевой, простой и быстрой печати огромных металлических деталей, достаточно больших для использования в конструкциях самолетов и ракет. Компания Rosotics разработала, изготовила и протестировала новый тип металлической 3D-печатающей головки под названием Mantis, которая высокоэффективно передает тепло металлу посредством индукции.

«На мой взгляд, это очень естественный способ 3D-печати металла», — говорит нам ЛаРоза во время видеозвонка. «Вы генерируете электромагнитное поле из катушки, и любой ферромагнитный металл, проходящий через это поле, нагревается индуктивно за счет вихревых токов, которые вы вызываете в металле. Мы удаляем лазер из процесса; мы просто пропускаем проволоку через сопло. и индуктивно нагревать его по мере прохождения. Мы называем это быстрой индукционной печатью или RIP. Он позволяет достичь той же цели с гораздо меньшими потерями энергии».

Насколько эффективнее этот процесс? «Эффективность лазерного процесса во многих отношениях ужасна», — говорит ЛаРоза. «Это оптический способ передачи тепла. Переходя к индукционному процессу, вы значительно повышаете эффективность. По сравнению с направленным энерговыделением, подходом подачи проволоки на основе лазера, мы ожидаем на 30-50% больше эффективности. Эффективен по общей затраченной энергии. По сравнению с другими, он может быть почти на порядок».

Исходное сырье также не обязательно должно быть ферромагнитным. «Алюминий был для нас большой целью, потому что он составляет основу многих конструктивных деталей в аэрокосмической отрасли и не обладает ни малейшими магнитными свойствами», — говорит ЛаРоза. «Поэтому мы нашли уникальные способы индукционного нагрева этого сырья, в которых используются революционные подходы в металлургической науке. Вы можете индуктивно нагреть оболочку из индуктивного материала или вы можете заставить целевое сырье проходить через канал с индуктивным нагревом, который доставляет тепло посредством физического контакта».

Это открывает процесс для широкого спектра металлов. На данный момент компания провела обширные испытания стали и алюминия, но ЛаРоза говорит, что она сможет работать с большинством металлов: «Судя по тому, что мы видели, материалы, широко используемые в аэрокосмической отрасли, и ниши, на которые мы нацелены, она может справиться с ними. довольно всесторонне», — говорит он. «Вероятно, существует множество материалов, которые расширят границы возможного, но даже в этом случае у нас есть возможность изменить процесс и, возможно, заняться и этим. Титан — довольно работоспособный материал, но мы изучаем ряд других материалов. ...Одним из самых актуальных является медно-никелевый сплав, который имеет очень хорошие механические характеристики при определенных применениях. Но в целом процесс работает довольно хорошо с любым материалом, который коммерчески доступен в виде проволоки».