Na rozdíl od jiných metod technologie Rapid Prototyping je možné použít jakýkoliv prášek, který se působením tepla taví nebo měkne - například termoplastické materiály, jako jsou polyamidy, polyamidy plněné skelnými vlákny, polykarbonáty, polystyreny, speciální nízkotavitelné slitiny z niklových bronzů nebo ocelové prášky povlakované polymery. Přitom na stejném zařízení většinou nelze přecházet od jednoho materiálu k druhému, neboť jejich vytvrzení si vyžaduje výrazně odlišné podmínky.
Podle druhu použitého modelovacího materiálu se v rámci této technologie rozlišují metody:
- Laser - Sintering Plastic: součást lze vyrobit z několika druhů plastických materiálů, např. při použití polystyrenu je možné vyrobenou součást využít při metodě lití do ztraceného vosku, při použití nylonu dosahují vyrobené součásti vynikající mechanické vlastnosti, jako tvrdost, houževnatost, teplotní odolnost. Tyto modely jsou proto vhodné pro funkční zkoušky nebo testy skutečně potřebného stupně lícování;
- Laser - Sintering Metal: používají se speciálně vyvinuté kovové prášky. Hustota vyrobených součástí je 60 % teoretické hodnoty. Vyrobené součásti mají dostatečnou pevnost a mechanickou odolnost, takže je lze použít především jako formy pro výrobu plastových výlisků vstřikováním nebo lisováním;
- Laser - Sintering Formsand: metoda používá jako výchozí materiál upravený slévárenský písek, jehož vytvrzováním je možno bez jakýchkoliv mezikroků vytvořit klasickou pískovou formu pro lití;
- Laser - Sintering Ceramic: jako výchozí materiál se používá prášek spojovaný pomocí tekutého pojiva. Nanášení pojiva je zajištěno pomocí Ink-Jet tryskové hlavy, která je vedena v rovině XY podle předem vypočítaných řídicích údajů. Touto metodou se dají vyrábět součástky z keramického prášku, formy a jádra pro technologii přesného lití;
- Laser Micro Sintering: jako výchozí materiál se používá wolfram o velmi malé zrnitosti. Pro spékání prášku se používá Nd:YAG laser o výkonu 10 W. Součást je vytvářena po vrstvách o tloušťce 0,03 mm a dosahuje se kvality povrchu méně než Ra 1,5 μm;
- 3-D Laser Cladding: jako výchozí materiál se používá kovový prášek, který se dodává plynule do stopy dopadu paprsku laseru, kde se taví. Proces probíhá v uzavřené komoře za asistence inertního plynu. Vyrobené součásti mají hustotu a mechanické vlastnosti srovnatelné se součástmi vyrobenými konvenčními technologiemi. Jako prášku např. při výrobě součástí letadel se používají titanové, niklové, kobaltové a hliníkové slitiny. Pro výrobu náhrad kyčelních kloubů se používá práškový materiál Ti6Al4V, výrobek má stejné hodnoty tažnosti a odolnosti proti únavě jako dosud používané tvářené materiály.
Dokončení příště
Ing. Jaroslav Řasa, CSc.,
Ing. Zuzana Kerečaninová, Ph.D.
ČVUT, VCSVTT
www.rcmt.cvut.cz
j.rasa@rcmt.cvut.cz
Chybějící tabulku naleznete v tištěné verzi časopisu.