Στον τομέα του μετάλλουτρισδιάστατη εκτύπωση, διεργασίες που βασίζονται στον σχηματισμό σκόνης, όπως SLM, SLS, EBM κ.λπ., είναι κυρίως γνωστές, αλλά η έρευνα για την εκτύπωση με πάστα μετάλλων στη βιομηχανία είναι σχετικά μικρή. Επίσης βασίζεται κυρίως σε εργαστηριακή έρευνα σε πανεπιστήμια και οι περιπτώσεις εφαρμογής τέτοιων εκτυπωτικών διαδικασιών στην αγορά δεν είναι συχνές.
Η Mantle, μια ξένη εταιρεία εκκίνησης τρισδιάστατων εκτυπώσεων, επιλέγει την εκτύπωση με πάστα μετάλλων ως ερευνητική κατεύθυνση, η οποία μοιάζει πολύ με την τεχνολογία FDM, μόνο που το υλικό αλλάζει από σύρμα/σωματιδιακό υλικό σε μεταλλική πάστα. Ο συνιδρυτής και επικεφαλής επιστημονικός υπεύθυνος της εταιρείας, Dr. Steve Connor, εξήγησε λεπτομερώς τους τεχνικούς λόγους για τους οποίους η εταιρεία του χρησιμοποιεί πολτό ως υλικό στον μεταλλικό τρισδιάστατο εκτυπωτή της, αντί για νήματα, σκόνες ή υγρά όπως σχεδόν όλοι οι άλλοι κατασκευαστές μεταλλικών 3D εκτυπωτών χρήση.
Τεχνική αρχή
Η τεχνολογία TrueShape της Mantle εκτυπώνει, διαμορφώνει και συντηρεί μεταλλικά εξαρτήματα ακριβείας από αρχεία CAD σε ένα κλάσμα του χρόνου και του κόστους της παραδοσιακής κατασκευής.
Η τεχνική διαδικασία χωρίζεται σε τρία στάδια: εκτύπωση, κοπή και πυροσυσσωμάτωση. Πρώτον, το υλικό Flowable Metal Paste εκτυπώνεται στο σχήμα του εξαρτήματος χρησιμοποιώντας ένα σύστημα τοποθέτησης ακριβείας και μια κεφαλή εκτύπωσης που βασίζεται σε εξώθηση. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιείται ένα εργαλείο για την κοπή της εναποτιθέμενης στρώσης με υψηλή ταχύτητα, βελτιώνοντας το φινίρισμα της επιφάνειας και τη λεπτομέρεια του εξαρτήματος. Τέλος, σε έναν κλίβανο υψηλής θερμοκρασίας, το εξάρτημα θερμαίνεται σε θερμοκρασία ελαφρώς χαμηλότερη από το σημείο τήξης του, τήκοντας σε ένα πυκνό στερεό μεταλλικό τμήμα.
Η Mantle, ως μια νέα startup στον τομέα της 3D εκτύπωσης, ήρθε σιγά σιγά στη δημοσιότητα πρόσφατα, κάτι που σχετίζεται με το γεγονός ότι η εταιρεία τους δεν έχει κάνει πολλές σχετικές εκθέσεις προϊόντων. Η θέση της Mantle στην αγορά είναι βιομηχανικά μεταλλικά εργαλεία και ολόκληρο το σύστημά τους, καθώς και η διαδικασία μεταλλικής τρισδιάστατης εκτύπωσης που ξεκίνησε, σχεδιάζονται επίσης γύρω από αυτήν την αγορά.
Εν ολίγοις, το χαρακτηριστικό διεργασίας του Mantle είναι η χρήση ενός εξωθητήρα ιλύος για την ακριβή εναπόθεση μεταλλικού πολτού, έτσι ώστε να επιτευχθεί το αποτέλεσμα του billet. Η εναποτιθέμενη πράσινη ράβδος θερμαίνεται στη συνέχεια για να αφαιρεθεί το συνδετικό και τα μεταλλικά σωματίδια συντήκονται μαζί πριν εκτελεστεί μια δράση άλεσης CNC για την εξομάλυνση της επιφάνειας. Αυτό επαναλαμβάνεται στρώμα προς στρώμα μέχρι να κατασκευαστεί το αντικείμενο.
Η Mantle, σε αντίθεση με τους περισσότερους κατασκευαστές τρισδιάστατων εκτυπωτών, δεν ακολούθησε το μοντέλο της αρχής από την τεχνολογία και στη συνέχεια της εύρεσης της αγοράς. Αντίθετα, επέλεξαν πρώτα την αγορά και μόνο μετά στόχευσαν το τεχνολογικό πρόβλημα.
Η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση είναι πλέον μια ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία, με αρκετούς πωλητές να προσφέρουν σχετικά προϊόντα. Οι περισσότεροι κατασκευαστές επιλέγουν να χρησιμοποιήσουν τη διαδικασία τήξης στρώματος πούδρας (PBF), όπου η σκόνη λιώνει επιλεκτικά στρώμα προς στρώμα μετακινώντας μια πηγή θερμότητας υψηλής ενέργειας. Άλλες διαδικασίες διαμόρφωσης μετάλλων περιλαμβάνουν την εκτύπωση από νανοσωματίδια υγρού μετάλλου (όπως το XJet) και μεταλλικά σύρματα υψηλής καθαρότητας (όπως η συγκόλληση με λέιζερ με ομοαξονική τροφοδοσία σύρματος).