유리 상태가 큰 금속이 있습니까?
답변:
효과적인 압출 스타일의 3D 인쇄 재료에는 몇 가지 사항이 필요합니다.
- 노즐에 의해 경화 될 정도로 충분히 오래 두어야합니다 (또는 페이스트의 경우 대체로 전단-박화 또는 요 변성 점성 프로파일이있어 자체 무게로 흐르지 않아야 함).
- 필라멘트 압출기를 사용하는 경우 상당한 온도 범위에서 점진적으로 변하는 넓은 범위의 점도를 가져야합니다. 이는 들어오는 필라멘트가 피스톤처럼 작동하고 노즐의 상류에서 압력을 생성 할 수있는 적절한 "캡 영역"반 용융 전단 거동을 개발하는 데 필요합니다. 펠렛 압출기는 유사한 요구 사항을 갖지만 필라멘트 / 벽 전단보다는 스크류 / 벽 전단과 관련이있다. 점토 프린터와 같은 필라멘트 나 펠릿을 사용하지 않는 경우, 양 변위 펌프로 재료를 펌핑 할 수 있어야합니다. (용탕을 펌핑하는 것이 가능하지만 비용은 상당히 높습니다.)
- 그것은 빠르게 흐르고 모양을 잃을 상태에있을 필요없이, 이전에 증착 된 고체 물질과 어떤 종류의 결합을 형성해야한다.
- 낮은 수축률, 프린터의 주변 온도에서 크리핑하는 능력 및 / 또는 허용 할 수없는 양의 뒤틀림없이 연속적인 레이어를 쌓을 수있는 낮은 강도의 조합이 있어야합니다.
액체 금속은 "포장 한 곳에 머무르기"와 "이전 층과의 접착"사이에 충돌이 발생하는 경향이 있습니다. 증착 된 금속이 완전히 결합하기 위해서는 계면 재료가 녹는 점에 도달해야 진정한 융합 용접이 발생합니다. 또한 아크와 같은 추가 열원없이 인터페이스를 재 용융하기에 충분한 열을 공급하기 위해서는 증착 된 용탕이 매우 뜨겁어야합니다. 따라서 냉각되는 동안 작동하는 경향이 있습니다. 고밀도 및 높은 열용량으로 인해 서서히 작동합니다.
거의 모든 DIY 금속 3D 프린트 (예 : 와이어 피드 MIG 용접기에서 만든 것)는 다음과 같이 보입니다.
https://3dprint.com/29944/diy-metal-printing-garage/
이에 비해, 폴리머는 긴 분자 사슬을 가지고있어 계면을 완전히 재 용융하지 않고 "확산 용접"할 수 있습니다. 용융 액체 플라스틱은 고체 플라스틱에 매우 효과적으로 달라 붙습니다. 계면은 분자 사슬을 서로 얽히게하기 위해 상당한 확산을 위해 충분히 뜨거워 질 필요가있다. 이것은 진정한 융합이 발생하지 않고 유리 점과 녹는 점 사이에서 발생합니다. 따라서 경화하기에 충분한 시간을 유지하면서도 우수한 접착력을 유지하는 온도에서 용융 플라스틱을 인쇄 할 수 있습니다.
금속은 또한 뻣뻣한 경향이있어 뒤틀림을 유발합니다. 인쇄가 진행될 때 열 수축 응력을 적절하게 응력을 제거하기에 충분한 온도의 가열 환경을 구축하는 것은 어렵지만 플라스틱을 사용하면 가열 된 제작 판과 따뜻한 인클로저로 인쇄가 진행될 때 뒤틀림 응력이 완화 될 수 있습니다.
고상 선과 액상 선 사이의 넓은 범위를 갖는 금속 합금으로 만들어진 "FDM- 스타일"3d 프린트 필라멘트 / 와이어가 가능합니다. 그것은 한 솔더를 사용 해본 적이 과 유사한 합금 . 그러나, 뒤틀림 응력, 부적합한 계면 재 용융에 의한 층 결합 불량 및 연성 저 융점 합금의 사용 사이에서 , 결과적으로 인쇄 된 부품은 일반적으로 단순히 강한 플라스틱으로 인쇄 된 것보다 약하게된다. 예를 들어 PEEK는 알루미늄만큼 강력하며 탄소 섬유 또는 유리 섬유 복합 플라스틱은 다양한 성능 지표에서 금속을 능가 할 수 있습니다. 약하고 부서지기 쉬운 금속 합금으로 인쇄하는 요점은 무엇입니까?
수년에 걸쳐 많은 사람들이 FDM 스타일의 금속 인쇄를 시도했지만 아무도 장기적으로 추구 할 가치가 있다는 것을 발견하지 못했습니다. 클린업 가공에 따른 3D MIG 용접과 같은보다 일반적인 DIY 금속 인쇄 방식은 더 나은 결과를 만들어냅니다.
나는 이것에 대해 전문가가 아니지만 https://en.wikipedia.org/wiki/Amorphous_metal 의 기사 가 당신에게 관련이있을 수 있습니다.
금 / 실리콘 및 다양한 티타늄 기반의 합금과 같은 특수 합금이 있습니다. 예를 들어 회전하는 차가운 표면에 스퍼터링하여 매우 빠르게 냉각되면 "대량 금속 유리"가됩니다. 냉각 속도는 결정 형성을 방지합니다. 초기 BMG는 상당히 강했지만 부서지기 쉬웠습니다. 개선으로 취성 및 필요한 냉각 속도가 감소되었습니다.
나는 당신이 얻을 가장 가까운 것은 복합 재료에 있다고 생각합니다. 지난 2 년 동안 소비자 용 3D 프린터 용 복합 필라멘트가 점점 더 많이 등장하고 있습니다. 합성 필라멘트의 좋은 예는 Proto-Pasta 에서 볼 수 있습니다 . 필라멘트는 대부분 중합체 "바인더"로 구성되어야하기 때문에, 재료는 명백히 두 가지 특성을 모두 나타내지는 않을 것이다.
너무 많은 재료 과학에 들어 가지 않고 ABS와 철 (또는 다른 철 기반 금속)의 합성물을 고려하십시오. 철이 필라멘트의 모든 방향에 걸쳐 표시되지 않을 수 있으므로 저항으로 인해 비도 전성이 발생하기 때문에 필라멘트에서 솔리드 회로를 인쇄 할 것으로 예상 할 수 없습니다.
따라서 귀하의 질문에 대답하기 위해 : 금속 / 합금 유형의 유리 상태가 상당히 큽니다. 가장 좋은 방법은 복합 재료이지만 복합 재료가 작동하려면 부품의 요구 사항에 따라 다릅니다. 그런 다음 올바른 유형의 복합재를 찾는 또 다른 전투를 겪게 될 것입니다.
청동 필라멘트를 인쇄하는 FDM 기계를 만드는 데 시간을 보냈습니다. 일반적으로 와이어로 만들어진 합금은 고 상선 온도와 액상 선 온도 사이의 차이가 50 ℃에 불과했다. 나는 전기적으로 가열 된 몰리브덴 또는 텅스텐으로 만들어진 기존의 핫 엔드를 만들 수 있다고 결정했다.
나는 청동이 50도 고체-액체 영역에서 어떻게 작동 할 것인지 결정하지 않았다. 나는 구리로 된 노즐 재료의 용해도에 대해 더 관심이 있었고, 게시 된 데이터를 거의 찾을 수 없었습니다.
용접 경험과 FDM으로 플라스틱을 인쇄 할 때 층 접착에 문제가있을 수 있습니다. 실제로 결합하기 위해, 냉각 된 재료는 다음 층에 증착되는 재료에 의해 용융 될 필요가있다. 이는 냉각 된 물질의 온도, 물질의 열전도율 및 물질을 형성하는 산화물의 경향에 의해 복잡해진다. 비활성 대기에서 물체를 가열하면이를 완화 할 수 있습니다.
따라서 질문에 대답하기 위해 청동 합금은 적당한 온도에서 녹고 알루미늄 합금보다 산화되기 쉽기 때문에 볼 것을 제안합니다.