3D-принтер по металлу использует сварочную проволоку

Nov 11, 2023

Если вы видели принтер для изготовления плавленой нити (FFF) и сварочный аппарат, вы, возможно, заметили, что они работают по схожему основному принципу. Сырье поставляется в форме нити (так называемой проволоки) и расплавляется для нанесения на заготовку для создания либо сварных швов в случае сварщика, либо 3D-объектов в случае принтера. Конечно, существует ряд трудностей, которые мешают вам просто заменить термопластическую нить металлической проволокой. Но оказывается, что эти трудности можно преодолеть, приложив серьезные усилия. [Доминик Мефферт] сделал именно это в своем проекте проволочного 3D-принтера.

В качестве нити [Доминик] выбрал стандартную сварочную проволоку, а также экспериментировал с проволокой из нержавеющей стали и порошковой проволокой. Первоначально он использовал обычную зубчатую передачу в качестве механизма на холодном конце своего экструзионного механизма с трубкой Боудена с шаговым приводом, но обнаружил, что стандартное колесо подачи проволоки от сварщика работает лучше. Этот зажимной привод подает проволоку через трубку Боудена к горячему концу.

В термопластических 3D-принтерах материал плавится в камере внутри хотэнда, а затем выдавливается через сопло для осаждения. Вместо того, чтобы пытаться воспроизвести эту схему для металлического провода, [Доминик] использовал модифицированный трансформатор микроволновой печи (MOT) для генерации низкого напряжения и высокой силы тока, необходимых для резкого нагрева провода. Нагрев контролируется посредством регулятора мощности фазового выпрямителя, который модулирует мощность на входе трансформатора. Удобно, что этот контроллер подключается к выходу охлаждающего вентилятора на плате 3D-принтера, что позволяет любому стандартному программному обеспечению слайсера генерировать G-код для металлического принтера.

Чтобы провод мог нагреться и расплавиться, должна быть полная цепь от вторичной обмотки трансформатора. В качестве электрода на горячем конце используется стандартная сварочная насадка, соответствующая диаметру проволоки, а в качестве другого электрода служит металлическая рабочая пластина. Как вы можете себе представить, правильно получить рабочую пластину и первый слой довольно сложно, даже в большей степени, чем при использовании пластиковых принтеров. В этом случае дополнительные сложности связаны с тем, что напечатанный объект должен сохранять хорошую электрическую непрерывность с пластиной, не должен быть прочно приварен, а также тот факт, что расплавленная сталь при температуре 1450 ° C имеет тенденцию деформировать пластину.

Учитывая все проблемы, которые необходимо решить, чтобы все это заработало, мы очень впечатлены прогрессом [Доминика] на данный момент! Подобные проблемы были решены много лет назад для термопластических принтеров группой высокомотивированных экспериментаторов, и приятно видеть, что то же самое начинает происходить с печатью металлом, особенно с использованием простых и легкодоступных материалов.

Однако это не единственный подход к печати металлом своими руками. Не так давно мы видели один, в котором использовалась электронно-лучевая плавка (EBM).

Спасибо [Кшиштофу] за подсказку!