Yeni ECAM Düşük Maliyetli Metal 3D Printer

İngiltere’deki Imperial College London’dan bir araştırma grubu metal 3D baskı için yeni ve düşük maliyetli bir icat geliştirdiğini bildirdi. Bu yenilikçi teknik Electrochemical Additive Manufacturing (ECAM) olarak adlandırılıyor. Sistem metal nesneleri düşük maliyetli bir şekilde üretmek için elektrokaplama teknolojisini kullanıyor.

Yeni süreç, kısa süre önce Gelişmiş Malzeme Teknolojileri dergisinde “Düşük Maliyetli Masaüstü Elektrokimyasal Metal 3D Yazıcı” başlığı altında yayınlandı. AM sistemi, Billy Wu, Xiaolong Chen, Xinhua Liu, Peter Childs ve Nigel Brandon isimli mühendisler tarafından geliştirildi.

Araştırmacıların yeni nesil bir metal 3D yazıcı üretmek istemelerinin sebebi, metal 3D yazıcılardaki yüksek maliyet. FDM ve çoğu polimer tabanlı 3D baskı teknolojisi uygun fiyatlı bir sisteme sahipken, metal 3D baskı pahalı bir teknoloji olarak biliniyor.

Materyal maliyetleri, pahalı lazer sistemleri ve Argon gibi kullanımı olan gazlar, metal 3D yazıcıların daha çok tıp, havacılık ve otomotiv gibi sektörlerde sınırlı kalmasına neden oldu.

Imperial College London ekibi tarafından geliştirilen yeni teknoloji olan ECAM, şu an var olan sistemlerden daha erişilebilir bir metal 3D baskı platformu olabilir.

ECAM, metal tozlarını eritmek ve sinterlemek için bir lazer kullanmaktan ziyade altın takı kaplamada geleneksel olarak kullanılan ve metal birimleri tabaka bazında oluşturmaya yarayan bir elektrokaplama sistemi kullanıyor.

Dr Billy Wu süreci şöyle açıklıyor: “Burada bir çözeltideki metal iyonları, örneğin bakır sülfat içerisindeki Cu2 + iyonlarını, bir dış potansiyel yardımıyla element bileşenlerine indirgiyoruz.”

Wu şöyle devam etti: ”Ürettiğimiz elektrokimyasal 3D printer, bir şırınga içerisinde yüklenmiş iyonik solüsyon sayesinde nozzle ile iletken plaka arasında bir menisküs oluşturuyoruz. Daha sonra, metalin depolanması için bir potansiyel uygulanır ve baskı kafası hareket ettirilir. Bu işlem 3D obje ortaya çıkana kadar devam ettirilir.”

Diğer bir deyişle ECAM 3D yazıcı, metal parçaların yaratmak için materyal olarak metal iyon solüsyonu kullanıyor ve inşa yüzeyi elde etmek için iletken bir tabaka oluşturuyor. Nozzle metal iyon çözeltisini iletken alt tabakaya küçük damlalar halinde aktarır ve bu da metal iyonlarının elektrokimyasal olarak indirgenmesine neden olur.

Araştırma ekibine göre bu yeni metodun bir takım avantajları var. İlk ve en başta olanı, bu sistemin lazer veya gas AM sistemli yazıcılardan daha ucuz olması. İkincisi, bu teknoloji farklı materyal ve alaşımlardan 3D baskı yapılarının oluşturulmasına olanak sağlıyor, ve bunu ”çevre koşullarında termal hasar olmaksızın” yapabiliyor.

Üçüncüsü, ECAM işlemi “potansiyelin geri çevrilmesi” yoluyla eksiltici üretim yöntemi olarak da kullanılabilir. Bu işlem 3D olarak üretilmiş metal materyallerin geri dönüştürülmesini ve tekrar kullanılmasını sağlayan elektrokimyasal çözünme yöntemidir.

Dördüncü olarak araştırmacılar, ECAM 3D baskı sürecinin çoklu malzemeli metal 3D baskıyı mümkün kılacak çok sayıda baskı kafasını içerecek şekilde uyarlanabileceğini söylüyor. Bununla birlikte teknolojinin halihazırdaki dezavantajı, oldukça yavaş olması.

Wu, bu teknolojinin tam olarak ne zaman ortaya çıkacağına ilişkin kesin bir bilgi vermese de, bu teknolojinin yeni tasarım olanakları yaratma potansiyeline sahip olduğunu ve gelecekte yaygınlaşabilecek bir imalat yöntemi olduğunu belirtti.