พลาสติกถูกใช้ในการพิมพ์ 3D FDM / FFF ส่วนหนึ่งเนื่องจากมีช่วงอุณหภูมิกว้างสำหรับสถานะแก้ว - ซึ่งสามารถไหลได้ด้วยแรงบางอย่าง แต่จะไม่ไหลเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเท่านั้น
โลหะส่วนใหญ่มีสถานะแก้วแคบมากหรือไม่มีอยู่จริง พวกมันเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลวโดยแทบไม่มีสถานะเป็นของเหลว แต่ไม่ไหล
มีโลหะหรือโลหะผสมที่แสดงสถานะการเปลี่ยนสถานะแก้วหรือไม่?
คำตอบ:
มีบางสิ่งที่จำเป็นสำหรับวัสดุการพิมพ์ 3 มิติรูปแบบการอัดรีดที่มีประสิทธิภาพ:
โลหะเหลวมีแนวโน้มที่จะมีความขัดแย้งระหว่าง "อยู่ในตำแหน่งที่คุณวางไว้" และ "เชื่อมกับเลเยอร์ก่อนหน้า" เพื่อให้โลหะที่ถูกนำไปยึดติดได้อย่างสมบูรณ์วัสดุอินเทอร์เฟซจำเป็นต้องไปถึงจุดหลอมเหลวเพื่อให้เกิดการหลอมเชื่อมที่แท้จริง และเพื่อให้ความร้อนเพียงพอที่จะเชื่อมต่อกับอินเทอร์เฟซที่ไม่มีแหล่งความร้อนเพิ่มเติมเช่นอาร์คโลหะหลอมเหลวที่สะสมต้องร้อนมาก ดังนั้นมันจะมีแนวโน้มที่จะทำงานในขณะที่มันเย็นตัวลง ความหนาแน่นสูงและความจุความร้อนสูงทำให้มันทำงานได้อย่างรวดเร็วและเย็นช้า
สวยมากทุกการพิมพ์โลหะ 3d (เช่นทำโดยช่างเชื่อมลวดเชื่อมฟีด) จบลงด้วยการมองหาสิ่งนี้:
https://3dprint.com/29944/diy-metal-printing-garage/
ในการเปรียบเทียบโพลีเมอร์มีโซ่โมเลกุลที่ยาวซึ่งอนุญาตให้พวกเขา "เชื่อมเชื่อมกระจาย" และยึดมั่นโดยไม่ต้อง remelting อินเทอร์เฟซทั้งหมด พลาสติกเหลวหลอมเหลวจะติดกับพลาสติกแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ อินเทอร์เฟซต้องการเพียงรับความร้อนเพียงพอสำหรับการแพร่กระจายที่สามารถประเมินค่าได้เพื่อเชื่อมโยงโมเลกุลโซ่ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นระหว่างจุดแก้วและจุดหลอมเหลวโดยไม่เกิดการหลอมรวมที่แท้จริง ดังนั้นคุณสามารถพิมพ์พลาสติกหลอมเหลวที่อุณหภูมิซึ่งจะอยู่ในสถานที่นานพอที่จะแข็งและยังคงได้รับการยึดเกาะที่ดี
โลหะก็มีแนวโน้มที่จะแข็งมากซึ่งกระตุ้นการแปรปรวน เป็นการยากที่จะสร้างสภาพแวดล้อมที่ร้อนของอุณหภูมิที่เพียงพอเพื่อบรรเทาความเครียดการหดตัวของความร้อนอย่างเหมาะสมขณะที่การพิมพ์ดำเนินไปในขณะที่แผ่นพลาสติกสร้างด้วยความร้อนและกล่องหุ้มที่อบอุ่นสามารถปล่อยความเครียดออกมาเมื่อเริ่มการพิมพ์
มันเป็นไปได้ที่จะพิมพ์ด้วยเส้นใย / ลวด 3d "สไตล์ FDM" ทำจากโลหะอัลลอยด์ที่มีช่วงกว้างระหว่างโซลิดัสและของเหลว มันได้รับการดำเนินการโดยใช้บัดกรีและคล้ายโลหะผสม อย่างไรก็ตามระหว่างการแปรปรวนความเครียดความผูกพันของชั้นที่ไม่ดีจากการหลอมอินเตอร์เฟสไม่เพียงพออีกครั้งและการใช้โลหะผสมที่มีการละลายต่ำนุ่มชิ้นส่วนที่พิมพ์ออกมามักจะจบลงด้วยความอ่อนแอกว่าถ้าพวกเขาถูกพิมพ์ด้วยพลาสติกแข็ง ยกตัวอย่างเช่น PEEK มีความแข็งแกร่งเทียบเท่ากับอลูมิเนียมและพลาสติกคาร์บอนไฟเบอร์หรือไฟเบอร์กลาสคอมโพสิตสามารถเกินโลหะในการวัดประสิทธิภาพที่หลากหลาย แล้วประเด็นของการพิมพ์ด้วยโลหะผสมที่อ่อนแอและเปราะคืออะไร?
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีผู้คนจำนวนมากลองพิมพ์โลหะสไตล์ FDM แต่ไม่มีใครพบว่ามันคุ้มค่าที่จะดำเนินการในระยะยาว วิธีการพิมพ์โลหะ DIY ทั่วไปเช่นการเชื่อม MIG 3D แล้วการล้างด้วยเครื่องจักรจะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า
ฉันไม่มีความเชี่ยวชาญในเรื่องนี้ แต่บทความที่https://en.wikipedia.org/wiki/Amorphous_metalอาจเกี่ยวข้องกับคุณ
มีโลหะผสมพิเศษบางอย่างเช่นทอง / ซิลิกอนและไทเทเนียมที่ใช้หลายชนิดซึ่งกลายเป็น "แว่นตาโลหะขนาดใหญ่" ถ้าเย็นลงอย่างรวดเร็วมาก (ตัวอย่างเช่นโดยการพ่นลงบนพื้นผิวที่เย็นหมุน) ความเร็วในการระบายความร้อนป้องกันการก่อตัวของผลึก BMG ยุคแรกค่อนข้างแข็งแกร่ง แต่เปราะบาง การปรับปรุงได้ลดความเปราะบางและความเร็วในการระบายความร้อนที่จำเป็น
ฉันคิดว่าสิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดที่คุณจะได้รับคือวัสดุคอมโพสิต ในช่วง 2 ปีที่ผ่านมามีการรวมตัวกันของเส้นใยคอมโพสิตเกิดขึ้นในตลาดสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติของผู้บริโภค ตัวอย่างที่ดีที่ฉันของเส้นใยคอมโพสิตสามารถเห็นได้ในโปรโตพาสต้า เนื่องจากไส้หลอดส่วนใหญ่จะต้องประกอบด้วยพอลิเมอร์ "สารยึดเกาะ" วัสดุจึงไม่แสดงคุณสมบัติทั้งหมดของทั้งสองอย่างชัดเจน
พิจารณาวัสดุประกอบทั้ง ABS และเหล็ก (หรือโลหะอื่น ๆ ที่เป็นเหล็ก) คุณไม่สามารถคาดหวังได้ว่าจะพิมพ์วงจรที่เป็นของแข็งออกมาจากไส้เพราะอาจจะไม่ได้มีการนำเสนอธาตุเหล็กในทุกทิศทางของไส้ดังนั้นจึงทำให้เกิดความต้านทานหรือทำให้แบน
ดังนั้นเพื่อตอบคำถามของคุณ: ฉันไม่ทราบสถานะของแก้วขนาดใหญ่กว่าอย่างมีนัยสำคัญในประเภทของโลหะ / โลหะผสม ทางออกที่ดีที่สุดของคุณคือการประกอบ แต่มันก็ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดสำหรับส่วนของคุณถ้าคอมโพสิตจะทำงาน จากนั้นคุณจะต้องต่อสู้อีกครั้งเพื่อค้นหาคอมโพสิตที่ถูกต้องและแย่ที่สุดคือซัพพลายเออร์ที่ดี
ฉันใช้เวลาดูการสร้างเครื่องจักร FDM ที่จะพิมพ์ไส้หลอดบรอนซ์ โลหะผสมที่ทำจากลวดมักจะมีความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของ solidus และ liquidus เพียง 50 องศาเซลเซียสฉันได้พิจารณาแล้วว่าเราสามารถทำปลายร้อนแบบธรรมดาให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าที่ทำจากโมลิบดีนัมหรือทังสเตน
ฉันไม่ได้ระบุว่าบรอนซ์จะทำตัวอย่างไรในเขตที่มั่นคงถึง 50 องศา ฉันเป็นห่วงเกี่ยวกับความสามารถในการละลายของวัสดุหัวฉีดในทองแดงซึ่งฉันสามารถหาข้อมูลที่เผยแพร่น้อยมาก
จากประสบการณ์การเชื่อมของฉันและจากการพิมพ์พลาสติกด้วย FDM อาจมีปัญหากับการยึดเกาะของชั้น เพื่อให้เกิดพันธะที่แท้จริงวัสดุระบายความร้อนจะต้องถูกละลายโดยวัสดุที่ถูกสะสมในชั้นถัดไป สิ่งนี้มีความซับซ้อนโดยอุณหภูมิของวัสดุระบายความร้อนการนำความร้อนของวัสดุและความชอบของวัสดุในการก่อตัวของออกไซด์ สิ่งเหล่านี้สามารถลดลงได้โดยให้ความร้อนกับวัตถุในบรรยากาศเฉื่อย
ดังนั้นเพื่อตอบคำถามฉันขอแนะนำให้ดูที่โลหะผสมทองแดงเพราะพวกเขาละลายที่อุณหภูมิปานกลางและมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นน้อยกว่าโลหะผสมอลูมิเนียม