Kan man 3D-printe glas?

/i /af

Kan man 3D-printe glas?

Udfordringer, materialer, teknikker og meget mere!

Kan du 3D-printe glas? Ja, det kan du. Men der er et par forhindringer at overvinde. Her er udfordringerne, materialerne, teknikkerne og meget mere! Fortsæt med at læse for at lære, hvordan du 3D-printer glas og laver dine egne glasgenstande. Du vil blive forbløffet over resultaterne! Så kom i gang i dag! Jeg vil guide dig gennem processen trin for trin. Når du er færdig med at læse denne artikel, vil du være godt forberedt til at begynde at 3D-printe dine egne glasgenstande!

Udfordringer

MIT-forskere har for nylig udgivet en artikel om 3D-printning og additiv fremstilling, der beskriver en revideret proces til 3D-printning af glas. Denne nye proces har flere fordele i forhold til sin forgænger, herunder bedre kontrol over glasmaterialet og forbedrede slutprodukter. Den muliggør også produktion af komplekse former i industriel skala. Udfordringerne ved 3D-printning af glas er dog stadig til stede. Her er nogle af udfordringerne. Læs videre for at finde ud af, hvordan du kan overvinde dem.

Glas er et af de mest udfordrende materialer at printe, men forskere har arbejdet på dette i mange år. De har gjort mange forsøg på at printe det, men de har endnu ikke opnået de nødvendige mekaniske egenskaber og gennemsigtighed. Heldigvis har nogle forskere ved MIT forfulgt denne forskning og er sikre på fremtiden for additiv fremstilling. Her er nogle af de udfordringer, de er stødt på indtil videre. Når de har overvundet disse forhindringer, kan 3D-printning af glas blive et gennembrud i branchen.

Løsning

Micron3DP er en virksomhed, der har udviklet et system til 3D-printning af glas, men virksomheden har siden skiftet fokus til metal-AM. De vil ikke begynde aktivt at udvikle et 3D-printet glasprodukt, før der opstår et marked for denne teknologi. Dette er ikke ensbetydende med, at akademikere ikke er interesserede i at udvikle teknologien, da teamet på MIT for nylig udgav en artikel, der beskriver forbedringer af deres 3D-printede glassystem.

Når det kommer til rengøring af 3D-printeroverflader, er rengøring af glas meget sværere, end det lyder. Mens de fleste mennesker ikke har problemer med at rengøre plastik- og metaloverflader, kan andre have et problem med glas. Korrekt rengøringsværktøj og -løsninger vil forhindre unødvendige skader på din printer. Det mest almindelige problem er rester af filament fra et print. Her er nogle tips til at holde glaspladen ren. For at fjerne PLA fra 3D-printerens overflade skal du skrabe filamentet med et barberblad eller en glasskraber. En anden effektiv rengøringsløsning til glas er acetone. Det opløser plastikfilamentet, men nogle 3D-printerkomponenter kan blive beskadiget af vand.

Materialer

Forskere ved ETH Zürich har udviklet en ny teknik til 3D-printning af glasgenstande. Den nye metode bruger stereolitografi, en metode til at bygge et objekt lag for lag. I stereolitografi placeres en speciel polymer på objektet, der opvarmes til 1300 grader Celsius. Når denne polymer berøres af en laser, hærder det pulveriserede glas indeni, og polymeren brændes væk, hvilket efterlader glaspartiklerne.

Inden for additiv fremstilling har forskere fundet ud af, at inkorporering af glas i 3D-printfilamenter øger dets styrke. Kombinationen af glas og plastik gør filamentet stærkere end dets modstykker af ren plastik. Resultatet er stærkere dele med større trækstyrke og holdbarhed. Processen er også velegnet til produktion i industriel skala. Men der er mange ulemper ved at bruge glas. Her er et par stykker. Her er et par ting, du bør overveje, før du beslutter dig for et 3D-printerfilament.

Teknikker

I den seneste udvikling inden for 3D-printning af glas har et tysk team skabt en ny teknik. Teknikken kombinerer stereolitografi (den ældste af 3D-printningsteknikker) med brugen af væske, der fortættes ved at udsætte den for laserlys. Det pulveriserede glas suspenderes derefter i en flydende polymer og placeres i en højtemperaturovn. Denne proces brænder derefter polymeren væk, hvorved glaspartiklerne smelter sammen.

I modsætning til traditionelle metoder til at fremstille små stykker glas kræver denne 3D-printproces ikke kemisk ætsning, hvilket kan føre til sundhedsrisici. Denne teknik kan desuden skabe lukkede hulrum og kanaler. Hastigheden af denne proces er en anden vigtig fordel i forhold til metoder uden print. Rapps team brugte en billig, umodificeret printer til at udvikle processen og har siden oprettet et firma for at kommercialisere den. Selvom den nye teknik muligvis ikke har de samme fordele som dyrere, er produktion i industriel skala mulig.

Hvad er et hulrum i aluminiumekstrudering?

/i /af

Hvad er et hulrum i aluminiumekstrudering?

Hvad er et hulrum i ekstruderede aluminiumsdele? Det er et hult område i materialets form, der kan hindre dets formnings- eller svejseoperationer. Generelt defineres det hule område som ethvert område, der ikke er massivt. Der er tre typer hule former. Klasse 1 hule former omfatter rør, stænger og profiler. Klasse 2 hule former er alt med et hul i midten.

Bausit

Et hulrum i en aluminiumekstrudering er et hult område i materialet, der kan fyldes med luft, gas eller en anden væske. Der findes to typer hule aluminiumekstruderinger: massive og hule. Massive ekstruderinger indeholder et enkelt hulrum, mens hule indeholder mere end ét. Hule aluminiumekstruderinger er normalt længere end de er brede, og støbes ofte i mange forskellige former.

Procentdelen af andre metaller i en legering gør en aluminiumekstruderingsproces en smule anderledes end ekstrudering af det samme materiale. For eksempel er en legering med højere renhed mere duktil og nem at ekstrudere. 3003-legeringen og 1100-legeringen er ideelle til tyndvæggede designs og kan ekstruderes med en vægtykkelse på 0,015 tommer. Tykkelsen af aluminiumekstruderinger bestemmes i høj grad af den anvendte legering. Legeringens styrke afhænger også af mængden af energiabsorption, den kan absorbere.

Hule matricer

Processen med aluminiumekstrudering involverer at forme komplekse former ud af aluminium ved hjælp af metalforme under ekstremt tryk. Det er lettere at skabe komplekse former ved hjælp af aluminiumekstrudering end på andre måder. Fordi aluminiumsstykkerne kan være hule, gør processen det muligt at fremstille maskindele og andre stykker, der er hule. Der findes flere typer forme, der anvendes i processen. Hver type har et unikt formål. Nedenfor er nogle af de almindelige forme, der anvendes i aluminiumekstrudering.

En matrice kan være lavet af en række forskellige materialer, men normalt stål. Stålekstruderingsmatrices varmebehandles for at modstå høje temperaturer, men de er ikke uforgængelige. Ud over stål skal ekstruderingsmatrices være holdbare nok til at modstå trykket fra varmt aluminium. Matrices størrelse og form er afgørende, da tværsnittet af det færdige produkt afhænger af matrices størrelse. Der findes to typer matrices til aluminiumekstrudering: hule matrices og massive matrices.

Halvhule former

En halvhul profil er en legeret form af en solid form. Disse profiler har et hulrum i midten af tværsnittet, og forholdet mellem hulrumsarealet og spaltebredden er større end det foruddefinerede tal. Hulrumsarealet varierer efter klasse og legering, og hulrumsformen bestemmes ofte matematisk af et forhold. En halvhul profil er generelt lavet af aluminium og findes ofte i en række forskellige industrielle anvendelser.

Når du designer en aluminiumekstrudering, kan du designe den til at have lige den form, du ønsker. Dette vil reducere mængden af bearbejdnings- og formningsoperationer, der kræves til det færdige produkt. Du kan også vælge en form, der er delvist hul eller fyldt med hulrum. Her er nogle almindelige former at overveje. Nedenfor er et par eksempler på halvhule former. Du kan også finde aluminiumekstruderingsdesigns med flere former i ét produkt.

Tungeforhold

For at bestemme den bedste aluminiumekstruderingsproces til en bestemt profil, skal du forstå konceptet med tungeforhold. For at forstå, hvad tungeforhold er, kan du forestille dig en tandpastatube. Hvis din tommelfinger holdes fast på åbningen, vil tandpastaen ikke flyde ud. Tilsvarende gælder det, at jo højere tungeforholdet er, desto vanskeligere vil aluminiumekstruderingsprocessen være. Processen har to forskellige faser: direkte og indirekte. Under direkte ekstrudering bevæger barren sig i forhold til matricen og beholdervæggen. Barren presses gennem matricen og danner et rør. Dornene definerer rørets indvendige kontur og er et separat værktøj eller en integreret del af den specialiserede matrice.

Jo højere tungeforholdet er, desto vanskeligere er det at ekstrudere den ønskede form. Dette skyldes, at matricen er under enormt tryk, og når matricen presses ind i materialet, øges hulrums-/tungearealet. For at modvirke dette skal matricen være hul eller halvhul. Til halvhule matricer skal matricen have en hætte eller dorn, mens der til hule matricer anvendes en koøjeformet matrice. Derudover er matricens værktøj en væsentlig del af ekstruderingsprocessen.

Kan man 3D-printe Lego?

/i /af

Kan man 3D-printe Lego?

Hvis du vil vide, om du kan 3D-printe Lego, spekulerer du måske på, om det er lovligt. I denne artikel vil vi se på lovligheden, begrænsningerne og omkostningerne ved at printe Lego. Men først, lad os se på selve materialet. ABS er det mest egnede materiale til at printe Lego. ABS er det tætteste match til rigtige Lego-klodser. ABS opnår også den nødvendige robusthed til opbevaring.

Lovligheden af 3D-printede legoklodser

Generelt er 3D-printning af Lego-klodser lovligt, men det er vigtigt at bemærke, at LEGO-mærket har beskyttede varemærker. Hvis du sælger 3D-printede Lego-klodser som Lego-klodser, kan du blive anklaget for varemærkekrænkelse. Det første skridt i 3D-printning af Lego-klodser er at fjerne eventuelle varemærkebogstaver, såsom LEGO-logoet. Heldigvis er dette ikke så svært, som det ser ud til. Du kan finde en velrenommeret 3D-printer for under $300, hvilket er meget mere overkommeligt og mindre tidskrævende end at få en licens.

For at undgå juridiske problemer med 3D-printning af Legoklodser skal du huske, at LEGO er et varemærke og ikke et design. Du kan ikke 3D-printe Legoklodser uden tilladelse. Derfor er 3D-printning af Legoklodser, der ligner den ægte vare, fuldt ud lovligt, forudsat at du først får tilladelse fra Lego Group. Men hvis du får tilladelse til at bruge Legoklodser, er det fuldt ud acceptabelt at sælge dine 3D-printede Legoklodser, så længe de er genkendelige, og navnet ikke er begrænset af ophavsret.

Det bedste materiale til at trykke legoklodser

Der findes flere typer materialer, du kan bruge til at printe LEGO-klodser. Ved hjælp af ABS- eller PLA-filament kan FDM-printere producere LEGO-klodser, der ligner og føles som ægte LEGO-klodser. ABS-plast er bionedbrydeligt og sikkert at bruge. Faktiske LEGO-klodser er lavet af ABS-plast. Begge materialer er bionedbrydelige og fås i forskellige farver, så du kan vælge den, der bedst passer til dine behov. Derudover giver ABS-plast dig mulighed for at tilpasse udseendet af dine LEGO-klodser.

Hvis du leder efter en kopi af rigtige Lego-klodser, er ABS det rigtige materiale for dig. ABS minder om plastikklodser og tilbyder en lignende hårdhed og robusthed. PLA er dog ikke så holdbart som ABS og kan let gå i stykker, når man træder på det. Du skal sandsynligvis bruge en 3D-printer med et lukket design for at få de bedste resultater. Afhængigt af hvor mange detaljer du vil tilføje til dine LEGO-kreationer, kan du vælge mellem ABS eller PLA.

Begrænsninger ved 3D-printning af legoklodser

Lego-gruppen har produceret farvede plastikklodser siden slutningen af 1940'erne, og deres produktionsmetoder har udviklet sig betydeligt gennem årene. Virksomheden fremstiller hundredvis af forskellige dele gennem højraffineret sprøjtestøbning af plastik. Men siden 3D-printere først blev opfundet i 1980'erne, har de været dyre og relativt begrænsede i deres muligheder. Selv i dag er de langt fra de rigtige produkter, de var designet til at erstatte. Med fortsat innovation vil teknologien dog snart blive billigere og mere sofistikeret.

Selvom 3D-printning af Lego-klodser kan være en enormt succesfuld innovation, er den heller ikke uden begrænsninger. For det første producerer 3D-printere ikke den samme volumen og præcision som rigtige Lego-klodser. På grund af dette bliver du nødt til at eksperimentere med indstillingerne for at få den bedste kvalitet. Da hver printer producerer dele i forskellige størrelser, vil ikke alle 3D-printede Lego-klodser se ens ud.

Prisen på at trykke legoklodser

Prisen på at printe Lego-klodser er relativt billig, hvis du planlægger at printe dem selv. En 3D-printer kan producere en enkelt klods for $0,04 eller $0,08, mens et gennemsnitligt stykke Lego koster $9,99 eller $13. Denne pris kan virke for høj, men husk, at du ikke behøver at bruge en formue på at printe Lego-klodser. Faktisk kan det være en bedre løsning at printe dem selv i det lange løb.

3D-printede Lego-klodser er billigere end rigtige, selvom de stadig vil halte bagud i forhold til den ægte vare. Om ti år kan de stå side om side med autentiske Lego-klodser. Lego-koncernen har dog ikke brugt 10 år på at forbedre deres processer og teknologier. Det kræver tid og tålmodighed at printe Lego-klodser. Selv de billigste printere kan ikke printe Lego i samme størrelse som de originale. Ikke desto mindre kan det være et forsøg værd, hvis du er god til matematik og skulptur.

Hvad skal man være opmærksom på ved ekstrudering?

/i /af

Hvad man skal være opmærksom på ved ekstrudering

Det, man skal være opmærksom på ved ekstrudering, er, at det kan være farligt, men der er måder at minimere dets virkninger på. Den følgende artikel beskriver begrænsningerne ved aluminiumekstrudering, herunder farerne ved reflowing eller gentagen smeltning. Forfatteren fremhæver også måder at beskytte arbejdere mod de varme plasttyper, der ekstruderes. Det er vigtigt for alle producenter at overveje begrænsningerne ved ekstruderingsprocesser.

Begrænsninger ved aluminiumekstrudering

Aluminiumekstruderinger kan designes til næsten enhver form. De kan fremstilles for at eliminere svejse- og formningsprocesser og kan minimere bearbejdningskravene. Der er dog et par begrænsninger ved denne proces. Her er nogle af de mest almindelige problemer, som aluminiumekstruderinger kan støde på. For det første er disse materialer dyre. For det andet kan aluminiumekstruderinger ikke bruges til at producere former, der er for små eller for store.

Processen med aluminiumekstrudering udføres normalt ved forhøjede temperaturer, 375-500 grader Celsius, og kaldes undertiden varmeekstrudering. Ekstruderingstrykket varierer afhængigt af materialets sammensætning og dets duktilitet. Aluminiums lave smeltetemperatur gør det nemt at arbejde med i varm form, men processen kan forårsage tab af overfladefinish og deformationshærdning. Denne proces anvendes i vid udstrækning til rammer og vinduer.

Problemer med ekstruderingsformer

Der er flere mulige årsager til problemer med ekstruderingsformer. Disse omfatter æstetiske fejl, dimensionsvariationer og størrelsesvariationer. En ekstruderingstekniker vil først se på de nuværende procesforhold og sammenligne dem med tilstanden, hvor problemet ikke eksisterede. Hvis et bestemt stykke værktøj forårsager problemet, vil det blive udskiftet eller opgraderet, men hvis processen ikke følges, er det sandsynligvis ikke værktøjet, der er årsagen.

Produktets vægtykkelse kan variere betydeligt, hvilket gør det vanskeligt at regulere flowet og forårsager ujævne kølehastigheder. Derudover øger uregelmæssige ekstruderingsformer produktionsomkostningerne. Da termoplastisk ekstrudering er en kontinuerlig proces, er det vanskeligt at opnå intern definition for hulprofiler. For at opnå dette skal profilen åbnes. Dette er ikke muligt under kalibrering, så det tilsigtede design tvinges ud af form, før termoplasten størkner.

Problemer med reflowing aluminium

Aluminiumekstrudering er en proces, hvor en legering af aluminium opvarmes til omkring 230 grader Celsius og omsmeltes ind i et åbent hulrum. Når aluminiumet er opvarmet til 230 grader Celsius, smeltes legeringen igen i formen, og det resterende metal aflejres og omsmeltes ind i hulrummet. Problemer med omsmeltning af aluminium med ekstrudering og løsningen på disse problemer diskuteres nedenfor.

En af udfordringerne ved reflowing af aluminium med ekstrudering er dannelsen af hulrum. Under processen aflejres aluminium i åbningerne i halvlederwaferen, hvilket resulterer i en åben via. Derefter reflowes aluminiumslaget ind i åbningen og sputteraflejres for at udfylde hullerne. Dette trin kan udføres med en høj aflejringshastighed, men det skal bemærkes, at processens kraft er påkrævet for at udføre processen.

Problemer med at gentage en smeltning

Problemer med gentagen smeltning ved vådproces-ekstruderet plast kan forhindres ved at reducere varigheden af fastfaseovergangen. Dette vil give polymeren mulighed for at gennemgå den nødvendige smelteproces i en længere periode. En kort overgangszone kan også føre til overophedning, især hvis skruen og motoren leverer tilstrækkelig forskydningsvarme. Tilføjelse af en ekstra overgangszone til polymerarket vil øge dens smeltetid og reducere temperaturoverstyringen af cylinderen.

En dyb tilførselskanal i overgangszonen kan føre til overtilførsel i overgangszonen, og pellets kan nå denne zone, før overgangszonen er i stand til at fuldføre smelteprocessen. Overdreven forskydningsvarme, der genereres ved indgangen til målezonen, kan også få pellets til at nå kompressionszonen, før smelten er afkølet tilstrækkeligt. Når smelten passerer gennem denne zone, tvinger den det usmeltede faste stof ind i målesektionen, hvilket kan resultere i en del, der ikke lever op til specifikationen.

Kontrol af forskydningsfortynding i ekstrudering

Forskydningsfortynding kan styres ved at justere skruehastigheden og tilspændingshastigheden. Forskydningshastigheden er forholdet mellem forskydningsspændingen og den volumetriske strømningshastighed. En korrektionsfaktor på 0,94 anvendes, når der anvendes sammenflettede skruer.

Først skal du bestemme graden af forskydningsfortynding. Graden af forskydningsfortynding af et materiale afhænger af dets viskositet. For eksempel kan et materiale med lav viskositet udvise lav forskydningsfortynding ved høje hastigheder. En høj forskydningsfortyndingshastighed vil få en polymer til at deformeres for tidligt. Dette er ikke ønskeligt.