Новое покрытие для металлической BJ-печати позволит спекать детали без провисания

При создании металлических деталей с помощью процессов печати со струйным нанесением связующего (binder jetting) и инжекционного формования металла (MIM) могут возникать проблемы связанные с их деформацией и провисанием во время спекания.

Традиционные методы для борьбы с этой проблемой предполагают использование опорных конструкций или керамических наполнителей. Исследователи из HP Labs предложили новое решение, разработав специальное "стимулирующее покрытие для удержания формы" (Shape-retaining-stimulus coatings,SRSC), которое устраняет необходимость в опорных конструкциях во время спекания.

В своем исследовании ученые исследовали деформации простой детали в виде мостика с пролетами в 28 и 50 мм для меди и 33 мм для нержавеющей стали. При спекании "зеленых" деталей при различных температурах они зафиксировали деформации спеченных образцов в 20 градусов для меди и 13 градусов для нержавеющей стали.

Затем исследователи исследовали деформацию образцов деталей из меди и нержавеющей стали в ходе термической обработки, нанеся на них свои составы SRSC-Cu и SRSC-steel соответственно. На рис.2b показано, что спеченная деталь с 28 мм пролетом не провисла после спекания, при этом само SRSC покрытие может быть удалено с поверхности детали щеткой или с помощью пескоструйной обработки (рис. 2c).

По словам ученых, их покрытия образовали металлургическую связь с поверхностями деталей, обеспечивая прочность и стабильность в процессе спекания.

Кроме того, было обнаружено, что определенные комбинации смесей покрытий вызывают положительную деформацию при спекании. Эти покрытия заставляли деталь скручиваться, двигаясь против силы тяжести и противодействуя естественному явлению провисания детали. С помощью оптимизированной рецептуры покрытия исследователи смогли настроить степень деформации детали. Исследователи назвали это явление "4D печать металла", поскольку 3D-печатная зеленая деталь преобразуется в новую форму под воздействием внешнего стимулирующего покрытия во время спекания.

Подробнее ознакомиться с исследование можно в статье "Support-free sintering of 3D printed binder jet copper and stainless steel parts" на сайте Университета Техаса в Остине.