Amerykański ośrodek badawczy ORNL (Oak Ridge National Laboratory) zaprezentował udoskonaloną metodę wielkoformatowego druku 3D z tworzyw sztucznych, wykazującą się 75% redukcją porowatości otrzymywanych wyrobów.
Wielkoformatowy druk 3D umożliwia wytwarzanie struktur polimerowych, również wzmacnianych włóknami, o gabarytach rzędu kilku metrów, wykorzystywanych między innymi jako oprzyrządowanie w produkcji elementów kompozytowych dla przemysłu zbrojeniowego, lotniczego i motoryzacyjnego. Szersze zastosowanie wielkogabarytowych wydruków jest utrudnione, ze względu na wewnętrzną porowatość, osłabiającą wytrzymałość struktur drukowanych.
Zaproponowane przez specjalistów z ORNL rozwiązanie zakłada integrację instalacji podciśnieniowej w konstrukcji leja zasypowego, dostarczającego surowiec do głowicy ekstruzyjnej. Dzięki temu, również w przypadku materiałów polimerowych z domieszką włókien ciętych (szklanych bądź węglowych), ekstruzja przebiega bez ryzyka uwięzienia powietrza i powstania pęcherzy w strukturze kompozytowych detali. Takie kompozycje materiałowe są chętnie stosowane w druku wielkoformatowym, ze względu na zwiększoną sztywność i mniejsze odkształcenia termiczne, ale jakość otrzymywanych wyrobów potrafi ucierpieć ze względu na porowatość. Prezentowane rozwiązanie zapewnia redukcję porowatości do poziomu poniżej 2%, nawet podczas druku ze zmiennym udziałem włókien wzmocnienia.
Jak podsumowuje Vipin Kumar z ORNL, zaproponowana technika pozwala nie tylko rozwiązać problemy z porowatością w wielkogabarytowym druku 3D z tworzyw sztucznych, lecz także umożliwia otrzymywanie wytrzymalszych struktur kompozytowych.
ornl.gov
