Нова лазерна технологія дозволяє виготовляти мікроскопічні металеві деталі з високою точністю
Дві німецькі компанії, 3D-Micromac AG, виробник лазерних систем микромеханической обробки, і EOS GmbH, виробник електроніки, об'єдналися і сформували нову компанію, що отримала назву 3D MicroPrint GmbH. Фахівці цієї нової компанії продовжать роботи в напрямі розробки і впровадження технології лазерного микроспекания (micro laser sintering, MLS), з допомогою якої можна проводити методом тривимірної друку крихітні деталі і вузли микромеханизмов, точність виготовлення яких задовольнить вимогам найвимогливіших замовників.
Створення крихітних деталей з допомогою різноманітних технологій тривимірної друку є далеко не новою ідеєю. Дослідники з Віденського технологічного університету в свій час вже досягли значних успіхів у виробництві нанорозмірних деталей, але всі ці деталі виготовлялися із спеціального полімерного матеріалу з-за чого вони не володіли достатньою міцністю і надійністю. Технологія MLS дозволяє створювати більш великі деталі, з мінімальною товщиною шару до 5 мікрометрів, але ці деталі виготовляються з металу. "Ми вже успішно впоралися із створенням різних деталей в межах 100 проектів для клієнтів з усіх куточків земної кулі" - розповідає Менді Гебхардт (Mandy Gebhardt), один з керівників компанії 3D MicroPrint, - "В деяких випадках нам вдавалося досягти товщини одного шару в 2 мікрометра".
Нова MLS-технологія ідеально підходить для створення пристроїв медичного призначення, для створення елементів ювелірних прикрас, для створення вузлів микромеханизмов для годинників, космічної, військової та автомобільної техніки. В даний час тривимірна друк має ряд переваг перед іншими методами виробництва мікроскопічних металевих деталей, так як з її допомогою можна легко виготовляти деталі і вузли будь-якого рівня складності.
Дві вищезгадані німецькі компанії займалися паралельною розробкою MLS-технологій з 2006 року, стикаючись на цьому шляху з однаковими проблемами. MLS-технологія, як і інші технології лазерного спікання, використовують металеві порошки, які плавляться під впливом енергії променя світла лазера. І якщо для тривимірного лазерного друку об'єктів великих габаритів якість металевого порошку не відіграє великого значення, то при виробництві микродеталей, суттєва різниця в розмірах металевих частинок порошку може призвести до виникнення дефектів і виробництва шлюбу.
У традиційних лазерних технологіях використовуються металеві порошки, розміри частинок яких складають від 30 до 45 мікрон. В процесі MLS використовується порошок, частинки якого мають розміри не більше 5 мікрометрів. Такі крихітні частинки, що освітлюються світлом променя лазера, який має діаметр менше 30 мікрон, дозволяють виготовити з високою точністю навіть самі крихітні елементи мікроскопічних деталей. "Більше того, малий розмір частинок порошку обумовлює необхідність застосування більш серйозних заходів захисту і безпеки", - пояснює Гебхардт, - "Більш дрібні частинки можуть проходити через традиційні фільтри респіраторів, вони проникають через будь-які щілини, а їх висока хімічна активність робить їх більш небезпечними для людського організму".
Фахівці компанії 3D MicroPrint вже використовували для виготовлення мікроскопічних деталей порошки молібдену, вольфраму, заліза і нержавіючої сталі. "В основному ми працюємо з порошками чистих металів, мають високу температуру плавлення. Але наша технологія підходить і для роботи з більш легкоплавкими металами і сплавами, включаючи бронзу, мідь, срібло та золото. І ми не бачимо жодних обмежень, які можуть перешкоджати використанню порошку з будь-якого доступного металу". Слід зауважити, що до 2014 року фахівці компанії 3D MicroPrint планую адаптувати технологію тривимірної MLS-для друку виробів з алюмінію та титану, єдиних металів, з використанням яких в даний час виникають деякі проблеми.