Binder Jetting [BJ]

(ang. Binder Jeting) 

Technologia wytwarzania przyrostowego polegająca na selektywnym spajaniu proszku gipsowego lub proszku metalu za pomocą lepiszcza, natryskiwanego przez głowicę podobną do głowicy drukarki atramentowej.

Technologia została opracowana w 1993 roku przez naukowców MIT (Massachusetts Institute of Technology) i początkowo technologia ta nosiła nazwę „3D printing”, czyli „drukowanie 3D”. Nazwa ta jest obecnie potocznie wykorzystywana dla wszystkich technologii wytwarzania przyrostowego. Początkowo w technologii używano proszku gipsowego. Z upływem czasu technologia ewoluowała w kilku kierunkach, jednym z nich było zastosowanie technologii do produkcji komponentów z metalu. Technologia ta jest oparta na nakładaniu cienkich warstw metalowego proszku, spojeniu go za pomocą ciekłego spoiwa (ang. binder) zgodnie z geometrią produkowanego elementu, następnie spoiwo jest usuwane w procesie wygrzewania oraz spiekania. 

Etapy procesu Binder Jetting:  

  1. W pierwszym kroku ostrze zgarniacza (ang.  recoating blade) rozprowadza cienką warstwy proszku metalu po całej powierzchni stołu roboczego. 
  2. Następnie głowica drukująca selektywnie nanosi krople ciekłego spoiwa, spajając proszek. 
  3. Po naniesieniu spoiwa, stół roboczy obniża się o wysokość warstwy proszku, a spoiwo jest utwardzane światłem UV.  
  4. Kroki 1–3 są powtarzane do chwili ukończenia części. 
  5. Następnie komora robocza z wstępnie spojonymi detalami oraz proszkiem jest umieszczana w piecu w celu utwardzenia wydruków.  
  6. Po procesie utwardzania części są oczyszczane z niespieczonego proszku, który jest odzyskiwany. Na tym etapie wydruki posiadają niskie własności mechaniczne oraz wysoką porowatość. Dla wydruków w tym stanie używa się określenia angielskiego green parts.
  7. Aby poprawić własności mechaniczne części oraz zmniejszenia ich porowatości, stosuje się dodatkowe zabiegi syneryzacji w piecu lub infiltracji niskotopliwym metalem.  

Zalety technologii Binder Jetting: 

  • Oferuje swobody projektowania, które jest niedostępna dla wielu innych technologii, takich jak odlewanie, kucie, obróbka skrawaniem; 
  • Pozwala na tworzenie dużych wydruków; 
  • Wysoka prędkość druku; 
  • W jednym procesie można wytworzyć wiele różnych części; 
  • Nie wymaga stosowania struktur podporowych; 
  • Nie wymagana stosowania platformy roboczej; 
  • W procesie drukowania do łączenia proszku metalu nie jest stosowane źródło ciepła, co pozwala ograniczyć problemy z defloracją w trakcie wydruk; 
  • Po procesie wydruku części nie posiadają naprężeń szczątkowych; 
  • W procesie może być wykorzystane wiele materiałów na przykład:
    • stal nierdzewna 420, 
    • stal nierdzewna 316, 
    • stal nierdzewna 17-4 PH 
    • Inconel 625, 
    • Inconel 718, 
    • Stopy Co-Cr.

Ograniczenia technologii Binder Jetting: 

  • Części wymagają dodatkowego procesu spiekania lub infiltracji w piecu w celu poprawy ich własności mechanicznych; 
  • Wysoka porowatość wydruków nawet po procesie spiekania (97%) czy infiltracji (90%); 
  • Proces spiekania oraz infiltracji generuje skurcz części który musi być uwzględniony w etapie projektowania elementów; 
  • Wysoka portowość wpływa na obniżenie własności wytrzymałościowych wydruków.  
Kategoria hasła: Druk 3D
« Wróć do Słownika