Nová metoda 3D tisku z kovu vychází z klasického selektivního spékání kovového prášku laserem (SLS), které vylepšuje o tisk vrstvami různých kovů. Tento postup významně rozšiřuje možnosti, které nabízí 3D tisk kovových výrobků.
Pokud jde o 3D tisk z kovových materiálů, tak se dnes často využívá metoda selektivního spékání laserem SLS (podle anglického selective laser sintering). Ve své tradiční podobě tato metoda využívá laserový paprsek, který pálí do tiskového pole, které je vyplněné kovovým práškem. Paprsek se pohybuje různými směry podle nastaveného algoritmu. Kovový prášek na místech zasažených laserovým paprskem taje a následně se spéká do podoby pevného kovu. 3D tisk pokračuje tak, že se s postupným přidáváním prášku tisknou další a další vrstvy výsledného výrobku.
Uvedený postup funguje, má ale svá omezení. Je například dost komplikované přepínat tam a zpátky mezi různými typy použitého kovu. Jde hlavně o to, že se čerstvě umístěná vrstva kovového prášku mísí s kovovým práškem, který je již přítomný v tiskovém poli. Problém je samozřejmě v tom, že když se smísí prášek dvou různých kovů, tak mohou mít podstatně odlišné teploty tání. To pak následně komplikuje průběh celého 3D tisku.
Hod Lipson z americké Columbia University v New Yorku vedl tým, který vyvinul alternativní variantu 3D tisku z kovu. Jeho součástí je i to, že laserový paprsek září odzdola nahoru.
V jejich podání 3D tisk kovovým materiálem začíná umístěním vrstvy kovového prášku na skleněnou plochu. Na tuto vrstvu se následně přiklopí druhá plocha, takže se vrstva kovového prášku octne mezi nimi, jako by to byl sendvič. Pak se pustí do práce laserový paprsek, který zezdola prosvítí skleněnou plochu a vytvoří požadované tvary, klasickým spékáním kovového prášku.
Po vytištění vrstvy se svrchní plocha zvedne i s vrstvou budoucího výrobku. Tiskárna umístí na spodní skleněnou plochu novou vrstvu kovového prášku, který může pocházet z jiného druhu kovu. Poté opět přijde ke slovu laserový paprsek a pokračuje v tisknutí další vrstvy budoucího kovového výrobku. Nově vznikající vrstva se přitom bez problémů spojí s předešlou vrstvou, která je již v podobě pevného kovu. Tímto postupem je možné snadno vytisknout kovový objekt, tvořený více vrstvami z různých druhů kovů.
Další plusem tohoto postupu je, že uživatel může sledovat, jak výrobek postupně vzniká. U tradičního selektivního spékání laserem je vznikající objekt skryt v kovovém prášku. Uživatel ho nemůže sledovat, až do chvíle, než je 3D tisk výrobku kompletně hotový.
Podle Lipsona má jejich nová metoda 3D tisku z kovu velký potenciál. S její pomocí lze tisknout zanořené tištěné obvody, elektromechanické součástky nebo třeba komponenty robotů. Stejně tak může posloužit k tištění výrobků a komponent, u nichž se složení mění graduálně z povrchu směrem dovnitř anebo od jednoho konce ke druhému. Takový charakter mají například čepele rotoru turbín a podobné výrobky.
Zdroj & foto: Columbia University