Tworzywo sztuczne jest używane w druku 3D FDM / FFF częściowo dlatego, że ma szeroki zakres temperatur dla swojego stanu szkła - w którym może przepływać z pewną siłą, ale nie płynie tylko z powodu grawitacji.
Większość metali ma bardzo wąski lub nieistniejący stan szkła. Przechodzą z ciała stałego w płynne prawie bez płynnego, ale nie płynnego stanu.
Czy są jakieś metale lub stopy, które wykazują stan zeszklenia?
Odpowiedzi:
Skuteczne materiały do drukowania 3d w stylu wytłaczania wymagają kilku rzeczy:
Ciekłe metale mają tendencję do konfliktu między „pozostaniem tam, gdzie je umieścisz” a „związaniem z poprzednią warstwą”. Aby osadzony metal w pełni się związał, materiał styku musi osiągnąć temperaturę topnienia, aby nastąpiło prawdziwe zgrzanie stopione. Aby zapewnić wystarczającą ilość ciepła, aby stopić interfejs bez dodatkowego źródła ciepła, takiego jak łuk, osadzony stopiony metal musi być bardzo gorący. Więc będzie działać, dopóki się ochłodzi. Wysoka gęstość i wysoka pojemność cieplna sprawia, że działa szybko i powoli się chłodzi.
Prawie każdy metalowy wydruk 3D DIY (na przykład wykonany przez spawarki MIG z podajnikiem drutu) kończy się tak:
https://3dprint.com/29944/diy-metal-printing-garage/
Dla porównania, polimery mają długie łańcuchy molekularne, które pozwalają im „zgrzewać dyfuzyjnie” i przylegać BEZ pełnego przetapiania interfejsu. Stopiony płynny plastik dość skutecznie przyklei się do stałego tworzywa sztucznego. Interfejs musi być wystarczająco gorący, aby znacząca dyfuzja przeplatała łańcuchy molekularne. Nastąpi to między punktem szklanym a temperaturą topnienia, bez prawdziwego stopienia. Dzięki temu możesz drukować stopiony plastik w temperaturze, w której pozostanie on na miejscu wystarczająco długo, aby stwardniał i nadal uzyskał dobre wiązanie.
Metale są również bardzo sztywne, co zachęca do wypaczania. Trudno jest zbudować ogrzewane środowisko o wystarczającej temperaturze, aby właściwie zmniejszyć naprężenie skurczu termicznego w miarę postępu drukowania, podczas gdy w przypadku tworzywa sztucznego podgrzewana płyta robocza i ciepła obudowa mogą pozwolić, aby naprężenia wypaczające zaczęły się rozluźniać w miarę postępu drukowania.
Możliwe jest drukowanie w stylu „FDM” filamentu / drutu drukowanego 3d ze stopów metali, które mają szeroki zakres pomiędzy solidus i liquidus. Dokonano tego przy użyciu lutu i podobnych stopów . Jednak między naprężeniami wypaczającymi, słabym wiązaniem warstw spowodowanym nieodpowiednim ponownym stopieniem interfejsu i zastosowaniem miękkich stopów o niskiej temperaturze topnienia, powstałe części drukowane zwykle kończą się słabiej niż gdyby były po prostu wydrukowane na mocnym plastiku. Na przykład PEEK jest prawie tak wytrzymały jak aluminium, a kompozytowe tworzywa sztuczne z włókna węglowego lub włókna szklanego mogą przewyższać metale przy różnych wskaźnikach wydajności. Po co więc drukować na słabych, kruchych stopach metali?
Przez lata wiele osób próbowało drukowania metalu w stylu FDM, ale nikt nie uznał za warte kontynuowania na dłuższą metę. Bardziej typowe metody drukowania metali DIY, takie jak spawanie 3D MIG, a następnie obróbka czyszcząca, przyniosą lepsze rezultaty.
Nie jestem ekspertem w tej dziedzinie, ale artykuł na https://en.wikipedia.org/wiki/Amorphous_metal może być dla Ciebie odpowiedni.
Istnieją pewne specjalne stopy, takie jak złoto / krzem i różne na bazie tytanu, które stają się „masywnymi metalowymi szkłami”, jeśli są bardzo szybko schładzane (na przykład przez rozpylanie na wirującą zimną powierzchnię). Szybkość chłodzenia zapobiega tworzeniu się kryształów. Wczesne BMG były dość silne, ale kruche; ulepszenia zmniejszyły kruchość i wymagały prędkości chłodzenia.
Myślę, że najbliższy ci będzie materiał kompozytowy. W ciągu ostatnich 2 lat na rynku pojawiło się coraz więcej filamentów kompozytowych do drukarek 3D dla konsumentów. Dobry przykład kompozytowych filamentów można zobaczyć na Proto-Pasta . Ponieważ filament musi składać się głównie z polimerowego „spoiwa”, materiał nie będzie oczywiście wykazywał wszystkich właściwości obu.
Nie zajmując się zbytnio naukami o materiałach, rozważ połączenie zarówno ABS, jak i żelaza (lub innego metalu na bazie żelaza). Nie można oczekiwać wydrukowania stałego obwodu z filamentu, ponieważ żelazo może nie być reprezentowane we wszystkich kierunkach filamentu, w wyniku czego powstaje rezystancja lub brak przewodności.
Tak więc, aby odpowiedzieć na twoje pytanie: nie jestem świadomy znacznie większego stanu szkła w pewnego rodzaju metalu / stopie. Twój najlepszy zakład to kompozyt, ale to zależy od wymagań twojej części, jeśli kompozyt będzie działał. Następnie czeka Cię kolejna bitwa o znalezienie odpowiedniego rodzaju kompozytu, a co gorsza, dobrego dostawcy lol
Spędziłem trochę czasu, szukając maszyny FDM, która drukowałaby filament z brązu. Stop powszechnie wytwarzany w drucie miał różnicę między temperaturą solidusu i likwidusa wynoszącą tylko 50 stopni C. Ustaliłem, że można wytworzyć konwencjonalny gorący koniec, podgrzewany elektrycznie, wykonany z molibdenu lub wolframu.
Nie określiłem, jak zachowuje się brąz w 50-stopniowej strefie ciało stałe-ciecz. Bardziej martwiłem się rozpuszczalnością materiału dyszy w miedzi, dla których nie mogłem znaleźć bardzo opublikowanych danych.
Z mojego doświadczenia w spawaniu i drukowaniu tworzyw sztucznych za pomocą FDM może być problem z przyczepnością warstw. Aby naprawdę związać, schłodzony materiał musi zostać stopiony przez materiał osadzony w następnej warstwie. Komplikuje to temperatura schłodzonego materiału, przewodność cieplna materiału i skłonność materiału do tworzenia tlenków. Można je złagodzić, ogrzewając obiekt w obojętnej atmosferze.
Tak więc, aby odpowiedzieć na pytanie, proponuję spojrzeć na stopy brązu, ponieważ topią się one w umiarkowanych temperaturach i są mniej podatne na utlenianie niż stopy aluminium.