Slovenski patent, volumetrični 3D-tisk in magnetna levitacija

Svetovni mediji poročajo o slovenski raziskovalki Nataši Mušević, katere patent za novo tehnologijo je lanskega decembra potrdila in objavila svetovna organizacija World Intellectual Property Organization. Tehnologija uporablja magnetno levitacijo za postavitev materiala v praškasti obliki v volumetričnem prostoru za tisk.

Nataša Mušević je od leta 2012 direktorica Zavoda Park, ki ukvarja z raziskavami in razvojem ter med drugim nudi storitve prototipiranja in digitalne proizvodnje.

Gradi se istočasno v vseh treh dimenzijah

Patent Muševićeve je sistem 3D-tiska, ki temelji na sestavi volumetričnih delov, kot so bloki ter krogle, namesto plasteh. S to metodo se za levitacijo kovinskega praška uporabi magnetno polje znotraj talilnega volumna. Z levitacijo se prah omeji na določen volumen, nato se aktivira več elektronskih žarkov, ki stalijo prah, ta pa se ob ohlajanju strdi v trden objekt.

Volumetrično tiskanje sicer še vedno spada med vrste aditivne proizvodnje, vendar pa se tu objekt ne gradi z nalaganjem plasti, temveč se gradi istočasno v vseh treh dimenzijah. Proces je poznan pod imenom holografsko ali tomografsko tiskanje.

Izraz volumetrična aditivna proizvodnja je nov termin, ki označuje tehnologije, kjer so objekti grajeni z zaporedno izdelavo volumetričnih delov, namesto z nalaganjem plasti. Veliko objektov se lahko natisne istočasno, kar skrajša čas tiska. Krajši čas tiska pa bo močno vplival na masovno proizvodnjo 3D-natisnjenih delov in 3D-tisk rezervnih delov na licu mesta.

Muševićeva v patentu opiše tehnologijo, ki z magnetno levitacijo pozicionira praškast material v volumetričnem prostoru za tisk. Številni elektronski žarki sprožijo prostorsko taljenje praškastih materialov. Na ta način bi lahko proizvajali celotne objekte istočasno. Z zaporedno izdelavo volumetričnih delov bi namesto običajnega postopka, kjer se nalaga plast na plast, drastično pospešili čas proizvodnje.

Ena redkih rešitev, ki se ukvarja s kovinskimi praški

Na področju volumetričnega tiska je bil fokus do sedaj večinoma na biomaterialih in polimernih smolah, omenjena tehnologija pa se ukvarja s kovinskimi praški. Objavljen patent je danes namreč ena prvih in redkih tehničnih rešitev, ki omogočajo volumetrično aditivno proizvodnjo s kovinami.

Potreba po 3d-natisnjenih kovinskih delih je čedalje večja in posledično tudi potreba po vse hitrejših in učinkovitejših industrijskih napravah. Aplikacije patenta naj bi omogočile razvoj nove generacije industrijskih naprav za aditivno proizvodnjo.

Patent opisuje tudi kako se spopasti z izzivi tiska previsov; gre za način tiska »od znotraj navzven«. Na takšen način lahko produciramo kompleksne strukture brez potrebe po podpornem materialu in tako zmanjšamo porabo materiala in čas namenjen naknadni obdelavi.

Magnetna levitacija praškastih materialov visoko učinkovita v prostorih brez težnosti

Na Zavodu Park celo navajajo, da ima volumetrični postopek aplikacije tudi v tisku v vesolju, saj je magnetna levitacija praškastih materialov visoko učinkovita v prostorih brez težnosti. Komercializacija v patentu opisane tehnologije bi silno vplivala na zmožnosti in hitrost aditivne proizvodnje in odprla nove možnosti za razvoj nove generacije tehnologij aditivne proizvodnje.

Celotno vsebino patenta si lahko preberete na spodnji povezavi:

https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO18229085&tab=PCTDESCRIPTION&maxRec=1000

Pozorno bomo spremljali novice o opisani tehnologiji in jih seveda delili z vami. Do takrat pa lahko kakovostne naprave FDM tehnologije za industrijsko uporabo najdete tudi pri nas, podjetje iTehLab d.o.o. iz Ljubljane, namreč že dolgo preizkuša in ponuja le najboljše in preverjene 3D-tiskalnike.