3D tisk. Úzká spolupráce firem voxeljet a Hüttenes-Albertus Group

měnit parametry procesu 3D tisku, které jsou v následující části detailně popsány. Te c h n o l o g i e: s p o j ová n í p rá š kov ýc h č á s t í p r o c e s u 3 D t i s k (o b r. 4 , t a b. I) – – – –

Umožňuje největší stavební formu Cenově výhodnější proti konkurenci Vysoce precizní s výborným detailem Atraktivní materiálové sady pro průmyslové a obchodní použití

úzké spolupráci firem voxeljet a Hüttenes-Albertus bylo možné již zavedený 3D tisk s furanovou pryskyřicí podstatně dále rozvinout. Hlavním cílem byla úspora vstupní suroviny písek: nevyužitý písek musel být dosud z větší části deponován. Pa r t n e r s t v í ve v ý vo j i Díky cílenému vývoji a partnerské spolupráci s firmou voxeljet mohla firma Hüttenes-Albertus dále optimalizovat furanový proces pro 3D tisk písku. Kromě výzvy zařadit klasický furanový pojivový

Tab. I. Chemie procesu 3D tisku Vlastnosti

na bázi furanu / fenolu

skořepinová forma anorganika

ztráta žíháním [hmot. %]

cca 1,9

4–5

cca 0,5

pevnost v ohybu [N/cm²]

> 230

> 700

> 200

min. tloušťka stěny [mm]

1,0

0,5

2,0

písek

křemenný, Kerphalite, Cerabeads

křemenný, Cerabeads

křemenný, Cerabeads

velikost částic

150–210 μm, AFS 85 ± 10

slitiny

železo, ocel, lehké kovy, hliník, měď, mosaz

železo, ocel

lehké kovy, hliník

Tab. II. Charakteristika 3D tisku s furanovou pryskyřicí Ztráta žíháním [%]

cca 1,9

Pevnost v ohybu [N/cm²]

> 230

Tloušťka stěny min. [mm] 1 Obr. 3. Schematický popis rozpouštění, smáčení a vytvrzování anorganického pojivového systému

Typy písků

křemenný, Kerphalite, Cerabeads

Jemnost písku

150–210 μm, AFS 85 ± 10

Užití

železo, ocel, lehké kovy, hliník, měď, mosaz

Obr. 4. Průběh 3D tisku písku

Jakmile přijde kapalina do kontaktu se suchou směsí – vodní sklo, způsobí rozpuštění vodního skla a aktivuje tím systém. Vznikne viskózní vodní sklo, které je schopné obalit okolní zrna písku. Pokud je ze systému fyzikálním sušením voda z velké části opět odebrána, vodní sklo  vytvoří pojivové můstky mezi písečnými zrny, které vedou ke zlepšení přilnavosti [7]. Způsob aktivace a zastavení systému ovlivňují zásadně vlastnosti vytištěných forem a jader. Aby bylo možné tyto cíleně řídit, lze různě

3 D t i s k p í s k u s f u ra n ovo u p r y s k y ř i c í (t a b. I I) Tisk s furanovou pryskyřicí šetří vstupní suroviny Filozofií firmy Hüttenes-Albertus je vyvíjet pro slévárenský průmysl trvale udržitelné procesy, které šetří jak energie, tak i vstupní suroviny. Vedle stále rostoucího významu anorganicky pojených jader a forem spatřuje firma Hüttenes-Albertus jako svou povinnost i nadále optimalizovat stávající a odzkoušené procesy. Díky

systém do produktové palety 3D tisku se díky intenzivní výzkumné práci podařilo vyvinout nový systém ke zpracování nevyužitého, nespojeného písku. Pr o c e s (o b r. 5) Nově vyvinutý formovací proces dovoluje použít 3D tiskárny s oddělenou míchací technikou i konvenční tiskárny. Díky velmi dobré skladovatelnosti aktivátoru / směsi písku může být míchací proces oddělen od citlivého procesu tisku.

S l é vá re ns t v í . L X V . b ř eze n – d u b e n 2017 . 3 – 4

99

F I R E M N Í P R E Z E N TACE

kompletně vytvrzenou formu. Anorganický 3D proces vychází také z křemenného písku jako základní formovací látky. Zde je ale křemenný písek před započetím procesu smíchán se suchým práškem křemičitanu sodného, který slouží jako anorganické pojivo vodního skla. Smíchání systému písek–pojivo je časově nezávislé na procesu 3D tisku, protože tato suchá směs může být za vhodných podmínek bezproblémově uskladněna. Stejně jako při organickém procesu nanáší „recoater“ i v anorganickém procesu je systém písek–pojivo v pracovním prostoru ve vrstvách. Tisková tekutina, kterou jsou potištěny oblasti určené ke spojení, sestává v případě anorganického procesu převážně z vody, která slouží jako rozpouštědlo suchého vodního skla. Aby bylo možné použít k tisku vodu při použití běžné Piezo-tiskové hlavy, je nutné odpovídajícím způsobem upravit viskozitu a povrchové napětí. Obr. 3 detailně představuje jednotlivé kroky reakce anorganického systému písek–pojivo.

Ch. Fourberg – L. Pacal – S. Ivanov – D. Hošák – M. Lubojacký