Тим од студенти на додипломски студии во Швајцарија дизајнираше 3Д високобрзински принтер за повеќе материјали за метал кој би можел да ја промени иднината на производството во воздухопловството и електричната мобилност. За само девет месеци младите истражувачи наводно изградиле прототип машина, која користи систем од ротирачки ласери за фузија на прашкаст слој (LPBF) за печатење цилиндрични метални делови значително побрзо од конвенционалните системи.
Покрај тоа, оваа нивна машина овозможува истовремена обработка на повеќе метали во една операција. Ова значи дека научниците можат да печатат делови како што се ракетни млазници со бакарно јадро и надворешен дел од легура на никел во еден беспрекорен чекор.
„Овој процес е идеален за ракетни млазници, ротирачки мотори и многу други компоненти во воздухопловната индустрија. Тие обично имаат голем дијаметар, но многу тенки ѕидови“, рече Мајкл Роберт Такер, доктор на науки, предавач на Одделот за машинско и процесно инженерство.
Новиот печатач, кој го создадоа шесте студенти на додипломски студии во нивниот петти и шести семестар, се справува со два главни предизвици во тековното производство на метални адитиви: брзината и можностите за повеќе материјали.
Традиционалните LPBF печатачи работат на принцип запирање-стартување со секвенцијално нанесување и фузирање на секој слој. Спротивно на тоа, иновативното решение на тимот ја ротира платформата за печатење, дозволувајќи правот да се депонира и да се фузира континуирано.
Оваа ротација со голема брзина го скратува времето на производство на цилиндрични компоненти за повеќе од две третини. Исто така, може да печати со два различни метали истовремено, што сегашните 3Д печатачи не можат да го постигнат без повеќе фази на печатење или сложена пост-обработка.
Проектот предводен од студенти, наречен RAPTURE, првично беше дизајниран да му помогне на ARIS (Швајцарската академска вселенска иницијатива) да изгради млазници за ракети напојувани со двотечно гориво, способни да преживеат услови на вселенски летови.
ARIS има за цел да стигне до линијата Карман, меѓународната граница на вселената поставена на 100 километри над површината на Земјата во наредните години.
Според Такер, она што ја издвојува машината е нејзиниот ротирачки систем за испорака на прав и проток на гас, што се покажа како клучно за квалитетот на печатените делови. Механизмот дува инертен гас низ зоната на фузија, спречувајќи оксидација за време на процесот на печатење. Во исто време, саѓите и другите нуспроизводи континуирано се извлекуваат преку наменски излез, обезбедувајќи почиста градежна средина и повисок интегритет на деловите.
Универзитетот наводно поднел патент за технологијата, наведувајќи го нејзиниот потенцијал во воздухопловниот, автомобилскиот и енергетскиот сектор. Во меѓувреме, прототипот веќе произведе турбински статори со дијаметар до 20 сантиметри.
Такер откри дека тимот сега работи на зголемување на процесот и партнерство со играчи во индустријата. „Фактот дека тим од студенти развил и изградил функционална машина за девет месеци е доста извонреден“, заклучи тој во соопштение за медиумите.
Студијата за оваа иновација е објавена во списанието CIRP Annals.
(Interesting Engineering)
(фото: ETH Zurich)
