Hliníkové zliatiny majú výhody vysokej pevnosti, odolnosti proti korózii a vysokej recyklovateľnosti a sú považované za ideálne materiály pre ľahké automobily. 3D tlač a hliníkové zliatiny používajú výrobcovia na vývoj špeciálnych dielov vrátane zložitých geometrií a konformných chladiacich kanálov. Kvôli nízkym ekonomickým výhodám sa však táto technológia vo výrobe automobilov vo veľkej miere nevyužívala a odlievanie a otváranie foriem sú stále hlavnými výrobnými metódami. Ako vyriešiť vysoké náklady na 3D tlač a skutočne ju presadiť do masovej výroby je príležitosť a výzva pre spoločnosti zaoberajúce sa 3D tlačou.
Alloy Enterprises, startup v oblasti 3D tlače, vyvinul nový proces 3D tlače navrhnutý tak, aby poskytoval vysoko výnosné hliníkové diely s plnou hustotou, čo výrobcom umožňuje škálovať od prototypovania až po masovú výrobu. Tento proces selektívneho difúzneho spájania, navrhnutý pre hliník, používa ako surovinu patentovaný hliníkový vločkový hliník, a nie prášok. Rozumie sa, že tento nový proces bude schopný rozšíriť rozsah výroby, znížiť náklady a zlepšiť bezpečnosť a jednoduchosť použitia; zároveň to pomôže 3D tlači získať širšie uplatnenie vo vertikálach, ako je automobilový a priemyselný priemysel, a prípadne nahradiť tradičné odliatky, ako sú odlievacie remeslá.
Pre masovú výrobu je kľúčový materiál
Selektívne difúzne spájanie je proces na báze listu, ktorý je typom vrstvenej pevnej výroby. Pokiaľ ide o materiály, spoločnosť nevynašla novú výrobnú metódu na výrobu ich novej hliníkovej suroviny, ale získala ju pomocou rovnakého procesu valcovania hliníka, aký sa používa pri hliníkovej fólii a plechovkách od sódy. Hovorí sa, že cena je 1/25 hliníkového prášku. Okrem nákladov, nepoužívanie prášku tiež eliminuje kroky, ako je pečenie, preosievanie a odstraňovanie prášku. Valcovaný hliník nie je nebezpečný pre kovové prášky, proces nevyžaduje ochranné prostriedky, ako sú respirátory alebo špeciálne skladovanie, a neexistuje riziko výbuchu materiálu.
2 stroje spolupracujú, strihajú a lepia
Na selektívne difúzne lepenie boli použité 2 stroje. Prvý, nazývaný stroj Construct, používa laser na rezanie obrysu dielu a stohovanie listov, potom aplikuje inhibítor na určité oblasti materiálu na vytvorenie podpier. Súčasne môže stroj skenovať a kontrolovať každú vrstvu, aby sa zabezpečila kvalita produktu a zlepšila sa úspešnosť tlače.
Keď sú tieto hotové, operátor presunie diel do Bond stroja. V tomto stroji diely prechádzajú procesom difúzneho spájania, aby sa spojili listy materiálu, s výnimkou oblastí potiahnutých inhibítorom. V procese difúzneho spájania sú listy naskladané do jedného kusu materiálu, potom je nosný materiál odstránený a tepelne spracovaný, aby sa získala konečná časť.
Rovnako ako konvenčné odliatky, sekundárne dokončovanie môže byť vykonané pomocou CNC, ale 3D tlač môže v porovnaní s odlievaním vytvárať zložité geometrie a konformné chladiace kanály. Navyše, vyrobené z vysokopevnostných hliníkových zliatin (ako je 6061), jeho mechanické vlastnosti sú lepšie ako tradičné odlievané diely a potrebný čas je kratší.
Na realizáciu skutočnej ekonomickej masovej výroby kovovej 3D tlače je potrebných viac nových technológií. Podobné novinky očakávame aj od domácich podnikov, ktoré prinesú na budúci trh 3D tlače viacero prekvapení.