Spis treści:
Niecodzienne technologie druku 3D:
zobacz pozostałe artykuły
Binder Jetting to powoli zyskująca popularność i warta uwagi technologia druku 3D, która znacznie ułatwia pracę m.in. nad detalami dla przemysłu i odlewnictwa.
W branży nowoczesnych technologii zdarza się, że niezwykle użyteczne wynalazki dość długo czekają na swoje „5 minut”. Jednym z takich niewykorzystanych od razu obszarów był druk 3D – dość przypomnieć, że pierwsze eksperymenty nad tworzeniem modeli z użyciem termoplastycznych tworzyw przypadły na przełom lat 80. i 90. XX wieku, a stereolitografia jest jeszcze starsza, sięga bowiem początku lat 80 – mimo to popularność drukowania modeli wręcz eksplodowała dopiero w ostatnich kilku latach. Wśród stosowanych dziś drukarek 3D coraz większą uwagę przedsiębiorców przyciągają urządzenia korzystające z Binder Jetting – technologii opatentowanej przez Massachusetts Institute of Technology… niemal 30 lat temu.
Technologia Binder Jetting – na czym polega?
Pod pewnymi względami druk 3D metodą Binder Jetting upodabnia się do technologii Color Jet Printing. Polega on na łączeniu proszku – w tym przypadku metalu, tworzyw sztucznych, piasku czy też ceramiki – przy pomocy spoiwa. W wyniku nanoszenia lepiszcza na powierzchnię warstwy proszku drobiny ulegają związaniu, łącząc się w tzw. voxel (po polsku zwany wokselem). Pojęcie woksela branża druku 3D zaczerpnęła z grafiki trójwymiarowej, oznacza ono przeniesienie płaskich, dwuwymiarowych pikseli do modelu przestrzennego, a więc nadanie im dodatkowego, trzeciego wymiaru. W druku metodą Binder Jetting oraz Color Jet Printing woksel jest najmniejszym elementem struktury drukowanego detalu – a wiele połączonych wokseli tworzy cały, przestrzenny model. Warto zwrócić uwagę na to zjawisko, ponieważ nie spotkamy go w drukarkach 3D, z którymi możemy mieć do czynienia najczęściej, takimi jak urządzenia FDM/FFF (np. Creality Ender-3 Pro) czy też SLA/DLP (jak choćby Anet N4). Wydrukowane detale poddaje się dodatkowej obróbce w ramach procesu postprodukcji – wymagają one najczęściej jedno- lub dwukrotnego spiekania w specjalnym piecu, aby połączenia drobin materiału utrwaliły się, a cały detal nabrał oczekiwanych parametrów mechanicznych.
Jak zbudowane są drukarki 3D Binder Jetting?
Konstrukcja drukarek pracujących w technologii Binder Jetting jest nieco zbliżona do CJP. Również w tym przypadku pierwszym etapem pracy nad modelem jest naniesienie na powierzchnię stołu roboczego cienkiej warstwy proszku i wyrównanie jej przy pomocy rolek. Następnie moduł wyposażony w głowice natryskuje na powierzchnię proszku spoiwo łączące drobiny. Cała procedura zostaje następnie powtórzona – maszyna nakłada kolejną warstwę proszku, a głowice natryskują lepiszcze. Pozostały (niepołączony) proszek pozostaje na stole roboczym spełniając niejako funkcję materiału podporowego dla drukowanego detalu. Zjawisko to występuje także w technologii Color Jet Printing. Inaczej wygląda natomiast ostatni etap pracy, kiedy to gotowe modele są nagrzewane w piecu o wysokiej temperaturze. Podczas tego procesu materiały tworzące model uzyskują odpowiednią strukturę, wytrzymałość i trwałość. W zależności od zastosowanych materiałów i rodzaju użytej drukarki 3D, konieczne może być nie jednokrotne, a dwukrotne spiekanie detalu.
Jakie są zalety Binder Jetting?
Rosnąca popularność omawianej technologii jest nieprzypadkowa. Okazuje się ona bowiem coraz bardziej opłacalna pod względem ekonomicznym, a producenci przemysłowych, profesjonalnych drukarek 3D prześcigają się w konstruowaniu kolejnych urządzeń do Binder Jetting. Ta metoda formowania modeli jest jednak przede wszystkim niezwykle szybka i wydajna – nie tylko umożliwia obróbkę znacznej ilości proszku w jednym czasie, ale także pozwala na tworzenie wielu detali jednocześnie, na powierzchni jednego stołu roboczego. Do zalet omawianej technologii należy także znaczne zróżnicowanie dostępnych materiałów eksploatacyjnych – od ceramiki, poprzez metal, aż po różnorodne tworzywa sztuczne.
