Alumīnija sakausējumu priekšrocības ir augsta izturība, izturība pret koroziju un spēcīga pārstrādājamība, un tos uzskata par ideāliem materiāliem vieglajiem automobiļiem. Ražotāji ir izmantojuši 3D drukāšanu un alumīnija sakausējumus, lai izstrādātu īpašas detaļas, tostarp sarežģītas ģeometrijas un konformālus dzesēšanas kanālus. Tomēr zemo ekonomisko ieguvumu dēļ šī tehnoloģija nav plaši izmantota automašīnu ražošanā, un liešana un veidņu atvēršana joprojām ir galvenās ražošanas metodes. Kā atrisināt 3D drukas augstās izmaksas un patiesi virzīt to līdz masveida ražošanai ir iespēja un izaicinājums 3D drukas uzņēmumiem.
3D drukāšanas jaunuzņēmums Alloy Enterprises ir izstrādājis jaunu 3D drukāšanas procesu, kas paredzēts augstas ražības, pilnībā blīvu alumīnija detaļu piegādei, ļaujot ražotājiem pāriet no prototipiem līdz masveida ražošanai. Šajā selektīvās difūzijas savienošanas procesā, kas paredzēts alumīnijam, kā izejmateriālu tiek izmantots patentēts alumīnija pārslas, nevis pulveris. Tiek saprasts, ka šis jaunais process spēs paplašināt ražošanas apjomu, samazināt izmaksas un uzlabot drošību un lietošanas ērtumu; tajā pašā laikā tas palīdzēs 3D drukāšanai iegūt plašāku pielietojumu tādās vertikālēs kā automobiļu rūpniecība un rūpniecība, un galu galā aizstās tradicionālos lējumus, piemēram, liešanas amatus.
Ceļā uz masveida ražošanu galvenais ir materiāls
Selektīvā difūzijas savienošana ir uz loksnēm balstīts process, kas ir slāņveida cietās ražošanas veids. Attiecībā uz materiāliem uzņēmums neizgudroja jaunu ražošanas metodi, lai ražotu savu jauno alumīnija izejvielu, bet gan ieguva to, izmantojot to pašu alumīnija velmēšanas procesu, ko izmanto alumīnija folijai un sodas kannām. Ir teikts, ka izmaksas ir 1/25 no alumīnija pulvera. Papildus izmaksām, neizmantojot pulveri, tiek novērstas arī tādas darbības kā cepšana, sijāšana un pulvera atdalīšana. Velmētam alumīnijam nav metāla pulveriem raksturīgās bīstamības, procesam nav nepieciešami aizsarglīdzekļi, piemēram, respiratori vai īpaša uzglabāšana, un nepastāv materiāla eksplozijas risks.
2 mašīnas sadarbojas, griež un līmē
Selektīvai difūzijas līmēšanai izmantotas 2 iekārtas. Pirmais, ko sauc par Construct mašīnu, izmanto lāzeru, lai izgrieztu daļas kontūru un sakrautu loksnes, pēc tam uzklāj inhibitoru noteiktām materiāla vietām, lai izveidotu balstus. Tajā pašā laikā iekārta var arī skenēt un pārbaudīt katru slāni, lai nodrošinātu produkta kvalitāti un uzlabotu drukāšanas panākumu līmeni.
Kad tie ir pabeigti, operators pārvieto daļu uz Bonda iekārtu. Šajā iekārtā detaļas tiek cauri difūzijas savienošanas procesam, lai kopā sapludinātu materiāla loksnes, izņemot ar inhibitoru pārklātās zonas. Difūzijas savienošanas procesā loksnes tiek sakrautas vienā materiāla gabalā, pēc tam tiek noņemts atbalsta materiāls un termiski apstrādāts, lai iegūtu pēdējo daļu.
Tāpat kā parastos lējumus, sekundāro apdari var veikt ar CNC, bet 3D drukāšana var radīt sarežģītas ģeometrijas un konformālus dzesēšanas kanālus, salīdzinot ar liešanu. Turklāt, ražots no augstas stiprības alumīnija sakausējumiem (piemēram, 6061), tā mehāniskās īpašības ir labākas par tradicionālajām liešanas detaļām, un nepieciešamais laiks ir īsāks.
Lai realizētu reālu ekonomisku metāla 3D drukas masveida ražošanu, ir nepieciešams vairāk jaunu tehnoloģiju. Līdzīgus jauninājumus sagaidām arī no vietējiem uzņēmumiem, kas nākotnes 3D drukas tirgū sagādās vairāk pārsteigumu.