Silikon znajduje się we wszystkim, od implantów medycznych po formy do pieczenia, nie wspominając już o uszczelkach, miękkiej robotyce i sztucznych zastawkach serca. Jest to wysoce elastyczny, biokompatybilny materiał, który może wytrzymać wysoką temperaturę, ale trudno jest go drukować w 3D.
Teraz Spectroplast, szwajcarski start-up, uruchomił właśnie drukarkę 3D, która według niego może wytwarzać silikonowe części i produkty z jakością i precyzją równą silikonowi formowanemu wtryskowo.
To osiągnięcie ma potencjał, aby napędzić produkcję szerokiego zakresu niestandardowych i złożonych części i produktów, które kiedyś były zbyt drogie, zbyt powolne lub po prostu niemożliwe do wyprodukowania tradycyjnymi metodami silikonowymi. Powinno to również obniżyć wysokie koszty prototypowania w silikonie, mówi prezes i założyciel firmy Manuel Schaffner.
Zazwyczaj, aby wykonać silikonowy prototyp lub część końcową, trzeba najpierw stworzyć model części, użyć tego modelu do wykonania formy, a następnie wstrzyknąć silikon do formy, aby uformować część końcową. Druk 3D z silikonu obiecuje po prostu wydrukować końcową część, eliminując dni lub miesiące i wszystkie koszty związane z tworzeniem form.
Silikonowa produkcja addytywna
Spectroplast trafnie nazywa swoją technologię druku 3D Silicone Additive Manufacturing (SAM), a jego drukarka nosi nazwę SAM. Może się ona pochwalić precyzją (lub wysokością warstwy w osi Z) na poziomie 0,1 mm i pełną swobodą projektowania, która towarzyszy niemal wszystkim procesom druku 3D. Firma twierdzi, że produkty wytwarzane za pomocą SAM są w 100% silikonowe i nie można ich odróżnić od części formowanych wtryskowo pod względem wyglądu, odczuć czy wydajności.
Pomimo faktu, że drukarka 3D SAM jest nowa, Spectroplast ma wieloletnie doświadczenie w druku 3D części silikonowych. Wystartował w 2018 r. jako usługa druku 3D oferująca niestandardowe części silikonowe na całym świecie, ale jego technologia do tej pory pozostawała pod osłoną.
W latach, w których Spectroplast świadczył swoją silikonową usługę, wydrukował prawie milion silikonowych części, mówi Schaffner. Dostarczając części do klientów ze swojej szwajcarskiej fabryki, Spectroplast rozpoczął od małych serii produkcyjnych i prototypów, ale teraz dostarcza dziesiątki tysięcy części do indywidualnych klientów.
Dlaczego więc firma sprzedaje teraz swoją drukarkę 3D?
„Nie chcemy, aby drukarka 3D stała się konkurencją dla naszej podstawowej działalności jako producenta kontraktowego silikonu, więc dostarczamy ten system tylko tym klientom, którzy wymagają jeszcze szybszej realizacji zamówień” – mówi Schaffner. To właśnie ci kluczowi klienci poprosili o własne, wewnętrzne rozwiązanie do druku 3D z silikonu, aby przyspieszyć prototypowanie. „To głównie nasi klienci z branży audiologicznej, a więc aparaty słuchowe, ochrona słuchu i słuchawki – to grupa klientów, która polega na krótszych terminach realizacji, niż możemy obsłużyć z punktu widzenia produkcji kontraktowej, np. na terminach tego samego dnia.”
Pierwsza drukarka 3D w branży?
Spectroplast twierdzi, że jego maszyna jest pierwszą na świecie drukarką 3D drukującą z silikonu. Może to być prawda, w zależności od tego jak definiujemy silikon i do jakiego typu drukarki 3D się odnosimy. Niewielka garstka producentów drukarek 3D oferuje urządzenia drukujące z materiałów i mieszanek opartych na silikonie, ale nie są one w 100% silikonowe.
Amerykański gigant druku 3D, Carbon, oferuje na przykład autorski materiał o nazwie SIL 30, który według niego jest miękkim, biokompatybilnym i odpornym na rozdarcia elastomerem silikonowo – uretanowym. Posiada on dodatki, które sprawiają, że można go drukować na jego drukarkach 3D, które wykorzystują również inne polimery.
Spectroplast wykorzystuje silikon klasy medycznej, posiadający certyfikat ISO, mówi Schaffner. Proces jest zastrzeżony, ale nie jest zbyt odległy od dzisiejszych żywicznych drukarek 3D, które wykorzystują światło do zestalania płynnych żywic polimerowych. Schaffner mówi, że każdy rodzaj silikonu może stać się dostępny dla produkcji addytywnej.
„Nasz jednoskładnikowy system materiałowy jest podobny do silikonu utwardzanego wilgocią w tym sensie, że potrzebuje jedynie zewnętrznego wyzwalacza, aby zainicjować reakcję polimeryzacji wewnątrz materiału. W naszym przypadku tym wyzwalaczem jest światło”.
Technologia drukarki, oprogramowanie i materiały są zastrzeżone, a pełny proces składa się z cięcia, drukowania, mycia, suszenia i utwardzania wtórnego. Cena detaliczna drukarki z urządzeniami peryferyjnymi wyniesie blisko 100 000 USD.
Spectroplast oferuje swoje cztery materiały TrueSil tylko poprzez usługę na żądanie, ale jego linia produktów Medura z silikonów jest teraz również dostępna komercyjnie poprzez sprzedaż drukarek 3D.
Zastosowania produkcyjne
Podobnie jak w przypadku innych technologii druku 3D, duże ilości mają zazwyczaj większy sens finansowy w przypadku formowania wtryskowego lub innej tradycyjnej produkcji. Idealnym kandydatem dla technologii druku 3D są unikalne i niestandardowe części w małych i średnich ilościach. Spectroplast mówi jednak, że silikonowe drukarki 3D, których używa we własnym zakresie, występują w różnych rozmiarach, a firma ma w zanadrzu nową drukarkę 3D do silikonu na dużą skalę, która umożliwi jej dalszą ekspansję w kierunku produkcyjnego druku 3D z silikonu.
Dane techniczne SAM
- Pole robocze: 75 x 134 x 100 mm
- Wymiary drukarki: 430 x 510 x 820 mm
- Wysokość warstwy: 100 μm
- Cena: ~$100,000 (drukarka i wszystkie urządzenia peryferyjne
Żródło: https://all3dp.com
