Una stampante 3D in metallo a fascio di elettroni open source?
Che ci crediate o no, è in corso un progetto di stampante 3D in metallo a fascio di elettroni open source.
Il progetto, lanciato da Agustin Cruz, spera di produrre un design relativamente poco costoso per uno stile di stampante 3D che fino ad ora è stato accessibile solo dai produttori che riforniscono il mercato industriale.
Cruz, con sede in Cile, lavora a questo progetto da molti anni. Spiega la motivazione del progetto:
“L’obiettivo è rendere la stampa 3D di metalli più accessibile per produttori, ospedali, piccole istituzioni, organizzazioni e aziende di tutto il mondo. Specificamente per i paesi in via di sviluppo e a basso reddito. Questo progetto colma una lacuna che nessun hardware aperto colma con successo.”
A quanto pare Cruz sta lavorando a tempo pieno a questo progetto molto ambizioso, il che non mi sorprende.
Il processo utilizzato è la fusione del fascio di elettroni, una variazione del processo PBF. Fondamentalmente c’è un letto piatto di polvere di metallo, che è attraversato da un potente fascio di elettroni. Il raggio fonde selettivamente porzioni dello strato in metallo solido. Dopo una ricopertura di altra polvere, un altro strato procede e si fonde nello strato precedente. Alla fine del processo hai un oggetto metallico sepolto in polvere di metallo, pronto per la post lavorazione.
Questo progetto è ambizioso a causa della complessità della stampa 3D in metallo. Consideriamo alcune delle sfide che questo progetto deve affrontare.
Sicurezza : le polveri metalliche possono essere tossiche o addirittura esplosive. Ciò rende qualsiasi processo PBF metallico piuttosto pericoloso ed è per questo che è necessario evacuare la camera di costruzione dell’ossigeno. Normalmente questo viene fatto riempiendo la camera con azoto o gas argon.
Di nuovo in sicurezza : il potente cannone elettronico emette forti radiazioni, fino a 20.000 V, che devono essere contenute nella camera di costruzione e focalizzate sul letto di polvere.
Qualità : la presenza di umidità e ossigeno può facilmente corrompere una stampa 3D in metallo, poiché si verificano reazioni chimiche che si traducono in una struttura difettosa. È essenziale controllare completamente l’ambiente — atmosfera, temperatura e umidità — per ottenere stampe adeguate.
Deformazione : le stampe in metallo sono famose per la deformazione a causa delle temperature estreme utilizzate per fondere le particelle. Questo di solito richiede piastre di costruzione pesanti, software complesso e controlli in tempo reale per gestire le temperature ambientali. Il software deve progettare attentamente le strutture di supporto non solo per il supporto fisico, ma anche per convogliare correttamente il calore per ridurre al minimo le distorsioni delle parti.
Manipolazione della polvere : la polvere è facilmente inquinata dall’ossigeno e dall’umidità e deve essere tenuta al sicuro durante tutte le fasi. Ad esempio, non puoi semplicemente “versare” la polvere nella macchina. Allo stesso modo, la polvere può essere riutilizzata dopo un lavoro di stampa, ma deve essere rimossa e setacciata in modo sicuro per filtrare le macchie vaganti.
Come puoi vedere, questo non è assolutamente come costruire una stampante 3D FFF standard. Ci sono molte altre considerazioni, ed è per questo che le stampanti 3D in metallo commerciali sono così costose.
Cruz ha detto che il sistema consumerà 1500 W, con circa 100 W per il cannone elettronico. La potenza rimanente viene utilizzata per far funzionare il resto del sistema, comprese le pompe per vuoto per mantenere un’atmosfera adeguata nella camera di costruzione.
Il progetto deve affrontare tutte queste preoccupazioni oltre alla “parte di stampa”. È una bella sfida.
Potrebbe funzionare? Sembra che Cruz abbia molta strada da fare, ma sta facendo progressi. Qui vediamo un test di sinterizzazione con ossido di ferro:Se questo progetto avrà successo, potrebbe diventare un set hardware di base per una serie di stampanti 3D a fascio di elettroni derivate open source, in modo simile a come diversi progetti di stampanti 3D FFF open source hanno attivato la maggior parte dei più grandi produttori di stampanti 3D di oggi.
Tuttavia, ci vorrà molto tempo prima che questo progetto possa rilasciare un sistema completamente completo. Una grande sfida che Cruz dovrà affrontare è che, a causa della complessità del sistema, sarà più difficile attrarre contributori che normalmente assorbono gran parte del lavoro nei progetti open source.
Ma forse tra qualche anno potremmo vedere disponibile questo concetto.
Agustin Cruz si può aiutare a questo indirizzo https://www.patreon.com/3dmetalprinter
