Пластик використовується в 3D-друкуванні FDM / FFF частково, тому що він мав широкий діапазон температур для свого скла - там він може текти з деякою силою, але не буде текти через гравітацію.
Більшість металів мають дуже вузький або неіснуючий скляний стан. Вони переходять із твердого в рідкий майже без текучого стану, але не є рідким.
Чи є метали чи сплави, які відображають стан скляного переходу?
Відповіді:
Для ефективного 3D-друку матеріалів у стилі екструзії потрібно кілька речей:
Рідкі метали, як правило, конфліктують між "Перебуванням там, де ви її поклали", і "скріпленням з попереднім шаром". Для того, щоб осаджений метал повністю з’єднався, матеріал інтерфейсу повинен досягти температури плавлення, щоб відбулася справжня плавка плавлення. А щоб подавати достатньо тепла для переплавлення інтерфейсу без додаткового джерела тепла, як дуга, наплавлений розплавлений метал повинен бути дуже гарячим. Так він буде прагнути працювати, поки він охолоне. Висока щільність і висока теплоємність змушує його працювати швидко і повільно.
Приблизно кожен металевий 3D-відбиток, зроблений саморобним способом (наприклад, виготовлений зварювальним приладом MIG) виглядає приблизно так:
https://3dprint.com/29944/diy-metal-printing-garage/
Для порівняння, полімери мають довгі молекулярні ланцюги, які дозволяють їм "дифузійно зварювати" та дотримуватися БЕЗ повного переплавлення інтерфейсу. Розплавлений рідкий пластик буде досить ефективно прилипати до твердого пластику. Інтерфейс повинен бути лише гарячим для помітної дифузії, щоб переплести молекулярні ланцюги. Це відбуватиметься між точкою скла та температурою плавлення, без справжнього плавлення. Таким чином, ви можете надрукувати розплавлений пластик при такій температурі, коли він буде триматися на місці досить довго, щоб затвердіти, і все-таки отримати хороше склеювання.
Метали також дуже жорсткі, що заохочує викривлення. Важко побудувати нагріте середовище з достатньою температурою, щоб правильно зняти напругу від термічного стиску, коли друк прогресує, тоді як при пластиці нагріта плита складання і теплий корпус можуть дозволити викривлення напруги починати розслаблятися в міру просування друку.
Можливо, 3D-нитка / дріт для друку в стилі FDM виготовлена з металевих сплавів, які мають широкий діапазон між солідусом і ліквідом. Це було зроблено за допомогою припою та подібних сплавів . Однак між напругами деформації, поганим з’єднанням шару від неадекватного переплавлення інтерфейсу та використанням м'яких низькоплавких сплавів отримані друковані деталі, як правило, виявляються слабшими, ніж якби вони були просто надруковані у міцній пластиці. Наприклад, PEEK майже такий же міцний, як алюміній, а вуглепластикові або склопластикові композитні пластмаси можуть перевищувати метали за різними показниками продуктивності. Тож який сенс друкувати слабкими крихкими металевими сплавами?
Протягом багатьох років багато людей пробували друк на металі FDM у стилі FDM, але ніхто не вважає за це варто займатися у довгостроковій перспективі. Більш типові підходи для друку на металевій основі, такі як 3D-MIG зварювання, наступні за допомогою очищення, дадуть кращі результати.
Я не знаю цього питання, але стаття на веб- сайті https://en.wikipedia.org/wiki/Amorphous_metal може бути актуальною для вас.
Існують деякі спеціальні сплави, такі як золото / кремній та різні титанові речовини, які стають «скляними металевими склянками», якщо надзвичайно швидко охолонуть (наприклад, розбризкуванням на обертову холодну поверхню). Швидкість охолодження перешкоджає утворенню кристалів. Ранні БМГ були досить сильними, але крихкими; удосконалення знизили крихкість і необхідну швидкість охолодження.
Я думаю, що найближче до вас чекає саме композитний матеріал. Протягом останніх 2 років або більше, на ринку споживчих 3D-принтерів з'являється все більше складових ниток. Я гарний приклад складених ниток можна побачити на прото-макаронах . Оскільки нитка повинна складатися з полімерного "зв'язуючого", матеріал, очевидно, не буде проявляти всіх властивостей обох.
Не впадаючи в занадто багато матеріалів про матеріали, розгляньте композицію як ABS, так і заліза (або якогось іншого металу на чорній основі). Ви не можете розраховувати на друк твердої ланцюга з нитки, оскільки залізо може бути не представлене в усіх напрямках нитки, тому це призводить до опору або вирівнювання непровідності.
Отже, щоб відповісти на ваше запитання: я не знаю про значно більший стан скла у типі металу / сплаву. Ваша найкраща ставка - це композит, але це залежить від вимог вашої частини, якщо композит буде працювати. Тоді у вас буде ще одна битва за пошук правильного типу композиту і найгірше, хорошого постачальника хаха
Я витратив деякий час на перегляд виготовлення машини FDM, яка б друкувала бронзові нитки. Сплав, зазвичай виготовлений на дроті, мав різницю між температурою солідуса і ліквідуса лише 50 градусів С. Я визначив, що можна зробити звичайний гарячий кінець, електричним нагріванням, виготовлений з молібдену або вольфраму.
Я не визначав, як поводитиметься бронза в зоні твердих до рідких 50 градусів. Мене більше хвилювало розчинність насадкового матеріалу в міді, для якої я міг знайти дуже мало опублікованих даних.
З мого досвіду зварювання та друку пластмас FDM може виникнути проблема з адгезією шару. Щоб дійсно склеїти, охолоджений матеріал потрібно розплавити, відкладаючи матеріал у наступному шарі. Це ускладнюється температурою охолодженого матеріалу, теплопровідністю матеріалу та схильністю матеріалу до утворення оксидів. Їх можна пом'якшити, нагріваючи об’єкт в інертній атмосфері.
Отже, щоб відповісти на запитання, я б запропонував переглянути бронзові сплави, оскільки вони плавляться при помірній температурі і менш схильні до окислення, ніж алюмінієві сплави.