Drukowanie 3D z metalu zyskuje na popularności w różnych gałęziach przemysłu, w tym w produkcji, lotnictwie, motoryzacji, budownictwie oraz sektorze morskim. Do najczęściej stosowanych metali w tych technologiach należą stopy stali, aluminium, miedzi oraz tytanu. Jednakże jednym z bardziej skomplikowanych materiałów, z którymi mierzy się branża druku 3D, jest mosiądz – stop miedzi i cynku
Technologia proszkowa LPBF
Jedną z najpopularniejszych metod druku 3D z metalu jest laserowe stapianie w łożu proszkowym (LPBF). Technologia ta napotyka jednak na trudności przy pracy z mosiądzem ze względu na lotność cynku, który ulatnia się pod wpływem lasera. Wyjątek stanowi specjalistyczna maszyna firmy 3D4Mec, która umożliwia drukowanie mosiądzu za pomocą LPBF. W rezultacie, najbardziej powszechną metodą pracy z mosiądzem w technologii druku 3D nie jest bezpośrednie formowanie kształtów z metalu, lecz drukowanie modelu w wosku, który następnie służy do stworzenia formy odlewniczej, w której wypełnia się stopiony mosiądz. To podejście, bazujące na tradycyjnych technikach odlewniczych, jest również popularne przy pracy z metalami szlachetnymi.
Nie jest zaskoczeniem, że drukowanie 3D z mosiądzu znajduje szerokie zastosowanie w produkcji biżuterii, figurek oraz elementów ozdobnych powlekanych mosiądzem. W miarę rozwoju technologii pojawiają się innowacyjne rozwiązania, które mogą zrewolucjonizować przemysł, w tym nowe techniki LPBF oraz wielkoformatowe drukarki 3D do odlewania mosiądzu metodą traconej pianki.
Nie tylko przemysł, ale również hobbyści i rzemieślnicy mogą korzystać z tej technologii, w zaciszu własnego domu. Umożliwia to wykorzystanie specjalnych filamentów wypełnionych proszkiem mosiądzu, które po wydruku można polerować i obrabiać, uzyskując wygląd zbliżony do prawdziwego metalu.
W dalszej części artykułu omówimy szczegółowo, dlaczego mosiądz jest atrakcyjnym materiałem do druku 3D, jakie metody są stosowane, oraz jakie usługi warto rozważyć przy pracy z tym materiałem.
Dlaczego warto stosować mosiądz w druku 3D?
Mosiądz, będący członkiem rodziny stopów miedzi obok brązu, cieszy się popularnością ze względu na swoją odporność na korozję, która jest lepsza niż w przypadku czystej miedzi, a jednocześnie jest tańszy od brązu. Ta kombinacja cech sprawia, że mosiądz jest nie tylko praktycznym, ale również ekonomicznym wyborem.
Mosiądz jest powszechnie stosowany jako zamiennik złota w biżuterii, co czyni go atrakcyjnym materiałem do platerowania. Co więcej, popularne jest również powlekanie mosiądzem innych metali oraz polimerów drukowanych w 3D, szczególnie w przypadku historycznych reprodukcji elementów takich jak tabliczki, kołatki do drzwi czy ozdobne elementy architektoniczne.
Drukowanie 3D z mosiądzu posiada ogromny potencjał w różnych gałęziach przemysłu, w tym w produkcji, motoryzacji, budownictwie i przemyśle morskim. Ten wszechstronny stop jest ceniony za swoją odporność na korozję i wysokie temperatury, doskonałą przewodność cieplną i elektryczną oraz łatwość obróbki. Od lat znajduje on zastosowanie w produkcji wymienników ciepła, instrumentów muzycznych, złączek rurowych, zamków, a także łusek amunicyjnych.
Tradycyjne części i produkty wykonane z mosiądzu mogą być teraz wytwarzane szybciej i taniej dzięki drukowi 3D, co jest ogromną zaletą dla przemysłu.
Przykładem takiego innowacyjnego podejścia jest włoska firma 3D4Mec, która kilka lat temu wprowadziła na rynek unikalną drukarkę 3D wykorzystującą technologię LPBF do pracy z mosiądzem i innymi stopami na bazie miedzi. Maszyna ta została niedawno zainstalowana w WeAreAM – Centrum Kompetencji w zakresie Technologii Addytywnych i Metalurgii Proszków dla Przemysłu w Lombardii, we Włoszech. Firma twierdzi, że ich system 3D4Brass jest pierwszym na świecie specjalistycznym rozwiązaniem LPBF do drukowania z proszku mosiądzu CuZn42 (CW510).
Jak wspomniano wcześniej, najczęściej stosowaną metodą uzyskiwania części mosiężnych w usługach druku 3D jest odlewanie metodą wosku traconego. Proces ten polega na wydrukowaniu modelu z wosku, który następnie pokrywa się gipsowym odlewem. Po wytopieniu wosku, pozostaje pusta forma, do której wlewa się stopiony mosiądz. Po zastygnięciu mosiądzu forma jest rozbijana, a powstały element polerowany.
Filamenty wypełnione mosiądzem
Na rynku dostępne są filamenty do drukarek 3D, które pozwalają uzyskać efekt przypominający mosiądz. Przykładem może być filament Antique Brass od firmy eSun, który, mimo że wykonany w całości z polimeru, charakteryzuje się metalicznym połyskiem. Dla bardziej zaawansowanych użytkowników dostępne są filamenty z wypełnieniem mosiężnym, które zawierają aż do 70% proszku mosiądzu, umożliwiając polerowanie wydrukowanych części do połysku przypominającego prawdziwy metal.
Firma ProtoPasta oferuje PLA wypełnione mosiądzem, które po wydruku można wypolerować na wysoki połysk lub pozostawić w naturalnym, rustykalnym wykończeniu. Inne firmy, jak Virtual Foundry, oferują kompozytowe filamenty z proszkiem mosiądzu, które po obróbce końcowej mogą osiągnąć nawet 100% zawartości metalu.
Podsumowując, drukowanie 3D z mosiądzu, choć skomplikowane, oferuje wiele możliwości zarówno w przemyśle, jak i w domowym warsztacie. Innowacje w tej dziedzinie pozwalają na wykorzystanie mosiądzu w druku 3D w sposób efektywny i zgodny z potrzebami użytkowników, otwierając nowe perspektywy dla technologii addytywnych.
Źródło: https://all3dp.com/
