预浸料的青岛3D打印:铜3D打印细丝
发布时间:2020-10-29 09:04
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虽然灾难尚未降临到我这个卑微的家庭,但全球并不缺少紧急情况,COVID-19大流行证明了在灾难情况下,甚至台式机3D打印也可以发挥多大作用。我有机会审查Ultimaker S3 3D打印机和几条独特的细丝,因此我想探索一下在紧急情况下可能有用的简单商品的青岛3D打印,以了解台式3D打印机的实用性。

除了概述该主题之外,我还回顾了Ultimaker S3,与Ultimaker交流了有关在紧急情况和灾难情况下使用青岛台式机3D打印机的信息。在本系列开始时,对我来说最令人兴奋的前景是使用桌面系统创建金属对象。

为了探索使用为塑料细丝设计的台式3D打印机制造金属的可能性,我接触了Virtual Foundry,该公司生产在热塑性粘合剂中由金属颗粒组成的细丝和颗粒。印刷后,可以在炉子中烧结零件,从而形成致密的金属零件。在后续文章中,我们将更详细地介绍Virtual Foundry及其功能。

Copper Filamet可以从Virtual Foundry购买,价格约为66美元。它包含89%-90%的金属,密度为4.5g / cc-4.7g / cc。图片由Virtual Foundry提供。

我在Ultimaker S3上打印了Virtual Foundry的Copper Filamet,以确定新手用户在灾难或紧急情况下使用台式计算机生产金属零件的难易程度。作为没有3D建模技能的人,我的第一步是找到适合该概念的演示器,这是在紧急情况下使用3D打印机的主要障碍。

 

没有适当的能力,我对合适型号的选择就受到很大限制。由于金属AM主要是为高端生产公司保留的,因此几乎没有公开的金属3D打印专用模型。相反,公共存储库(例如Thingiverse)专用于塑料零件。

因此,我有两个选择:选择一个为塑料3D打印设计的模型,并使用Copper Filamet制作它,或者使用用户友好的软件自己设计一些东西。我确实尝试使用TinkerCAD(一种最易于使用的在线建模程序)来创建一些东西,但最终决定选择现有模型。

使用Filamet,我打印了在COVID-19 3D打印宣传的顶峰发现的东西:多功能免提门开启器。由英国初创公司Fractory开发 的SafeKey不仅可用于操作门,橱柜,自动取款机以及与潜在具有传染性的公众共享的其他物品,而无需动手操作。同时,它还可以用作开瓶器和扳手。Fractory用CZ108抗菌工具制造了该工具,铜含量为64%,是抗菌级黄铜,因此限制了疾病传播的可能性。

不幸的是,没有我的SafeKey的预烧结版本的照片,但它的打印与Virtual Foundry在其网站上托管的铜制齿轮一样平滑。图片由Virtual Foundry提供。

因此,我联系了Fractory,并收到了SafeKey的STEP文件,并使用在线工具将其转换为STL。由于铜具有固有的抗菌特性,就像CZ108一样,我3D在Ultimaker上用Copper Filamet生产了SafeKey。

 

要使用灯丝进行打印,我从Ultimaker市场中选择了材料轮廓。尽管库拉(Cura)认识到铜丝,但当我要加载丝时,我还是无法让Ultimaker本身启动轮廓。这意味着,SafeKey的3D模型是根据Copper Filamet的正确设置进行切片的,但是Ultimaker并未针对将材料加载到打印头中进行优化。我要做的是选择一种材质,使其设置与Filamet最匹配,然后以这种方式加载。

在打印之前,我确保该床完全清除了以前的塑料印刷品,并使用Ultimaker提供的Tough PLA并按照液晶显示屏上的说明清洁了挤出机。其中包括热和冷塑料拉力,直到从热端出来的材料光滑且呈圆柱形。

加载后,打印非常容易。灯丝完美地粘附在床上。正如我以前的帖子中所述,第二台支撑挤出机给我带来了一些问题,因为我已经用聚乙烯醇长丝堵塞了它。这意味着我仅限于不太复杂的结构,SafeKey没问题,因为它已经为CNC加工而设计。

我的3D打印SafeKey,烧结后。由铜丝制成。

该部分在第一次尝试时印刷。不幸的是,它非常精致,我下床时将其折断了一半。我再次打印,再次没有问题。但是,我现在剩下的任务是将其烧结成一个完全金属的零件。

最初,我联系了一家当地的艺术工作室,该工作室提供了窑炉烧制陶土的方法,但是由于这种流行病,指导老师关闭了她的生意。反过来,我联系了她将炉子捐赠给附近的制造商空间,但他们忙于承担该项目。

我的另一个选择是购买窑炉。例如,Virtual Foundry出售的设备起价略高于3,000美元。自然,因为这是一个一次性项目,所以我无法证明这笔投资的合理性,但是幸运的是,Virtual Foundry与烧结服务提供商Sapphire3D合作。该公司同意免费烧结我的零件,因为我正在审查他们的材料,他们已经生产了与SafeKey类似的物品。如果他们没有提供免费服务,则使用Sapphire3D进行烧结的价格从2英寸x 2英寸x 2英寸(50毫米x 50毫米x 50毫米)的50美元到4英寸x 4英寸x 4英寸(100毫米)的190美元不等。 x 100毫米x 100毫米)17-4不锈钢零件。

我将打印的零件邮寄给Sapphire3D,后者将其烧结并在大约十天的时间内将其寄回。我收到最后的零件感到非常兴奋,很高兴拿到我几天前就已经印制的金属SafeKey。为了测试其耐用性,我给了工具一个弯头,只是发现它被劈成两半,感觉到我的喜悦很快就变成了破坏。我与Sapphire3D小组联系,以了解出了什么问题。

当我的SafeKey扣紧时,3D打印的铜手指Sapphire3D向我发送了相当坚固的东西。我试过几次,甚至没有弯曲。图片由Sapphire3D提供。

尽管在线建议了铜Filamet的打印参数,但我犯的第一个错误是并未将工具的厚度加倍,该工具最初是为CNC固态金属设计的。Sapphire3D的David Lawson还建议将设备的边缘稍微弄圆以增加强度。劳森对我的建议总结如下:

“您的零件是我在发送时查看的零件,并认为根据设计和印刷参数,这可以改善烧结结果。通过不仅使100%填充,而且确保大于50%的填充重叠(与周长),确保印刷过程中尽可能多地填充所有空隙,可以增强薄部件。这是一次使用这些材料进行印刷的绝佳尝试,但我注意到表面上出现了许多裂纹,这很可能会导致烧结后出现缺陷区域。”

虽然我对我的第一部铜纤维丝零件失败感到失望,但劳森在送回我的零件时提供了一个免费的免提开门器,这让我感到有些安慰。整个经验表明,即使对于新手用户而言,即使与台式金属3D打印一样近,按钮金属零件的生产仍然遥不可及。

与台式塑料一样,学习曲线也很大。在这种情况下,我面临着缺乏设计技能,缺乏熔炉以及缺乏材料和烧结工艺经验的问题。如果我有自己的窑,我可能会学到一些技巧。甚至较小的企业也可能相对容易地做到这一点。

在后续文章中,我将与Virtual Foundry团队交流,以了解有关其材料范围的更多信息,以及掌握适当技能的人员如何在紧急情况和灾难情况下发挥作用。访谈可以帮助我们确定其材料适合于哪种类型的零件。之后,我将讨论有关3D打印服务的熔模铸造材料及其所产生的金属零件的经验。