Сверхбыстрая 3D-печать жидким металлом

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый метод аддитивного производства — печать жидким металлом (LMP). Эта технология позволяет создавать крупногабаритные алюминиевые конструкции, такие как каркасы мебели, всего за несколько минут.

LMP работает по принципу послойного наплавления расплавленного алюминия в слой мелких стеклянных гранул. Металл быстро затвердевает, формируя прочную 3D-структуру.

По словам учёных, этот метод как минимум в 10 раз быстрее традиционных способов металлической 3D-печати, а также энергоэффективнее. Однако за скорость приходится платить снижением разрешения — технология не подходит для изготовления высокодетализированных изделий.

Где можно применять LMP?

• Архитектура и строительство – создание несущих конструкций, не требующих высокой точности.

• Промышленный дизайн – быстрая печать крупных элементов.

• Прототипирование – использование переработанного или ломаного металла.

В ходе экспериментов команда напечатала алюминиевые каркасы для столов и кресел, которые выдержали последующую механическую обработку. Это открывает возможности для комбинирования LMP с другими технологиями, например, добавлением деревянных или высокоточных металлических компонентов.

Как работает технология?

1. Плавление алюминия – куски металла загружают в электропечь, где они нагреваются до 700°C.

2. Подача через керамическое сопло – расплавленный алюминий под действием силы тяжести поступает в ёмкость с стеклянными микрогранулами (100 мкм), которые удерживают форму.

3. Быстрое охлаждение – деталь готова к использованию уже через несколько минут.

Проблемы и решения:

• Сопла из нержавеющей стали и титана не выдерживали температуры, поэтому пришлось использовать керамику.

• Для расчёта подачи металла разработана цифровая модель, так как визуальный контроль в гранулах невозможен.

Перспективы и мнения

«Это совершенно новый подход к металлообработке. Да, у него есть ограничения, но для многих вещей вокруг нас — мебели, зданий — сверхвысокое разрешение не нужно. Гораздо важнее скорость, масштабируемость и энергоэффективность», — отмечают исследователи.

Компания Emeco, специализирующаяся на мебели из переработанного алюминия, уже заинтересовалась технологией:

«LMP сочетает гибкость 3D-печати с скоростью традиционного производства. Если её доработать, это может изменить всю отрасль».

Что дальше?

Учёные работают над:

• улучшением контроля подачи металла,

• предотвращением засорения сопел,

• возможностью использовать вторичный алюминий для печати.

Если эти задачи решат, LMP может стать прорывом в sustainable-производстве, сократив отходы и ускорив создание металлоконструкций.

Технология LMP открывает новые горизонты для быстрого и экономичного производства металлических деталей, сочетая инновации с экологичностью.