Så fungerar 3D Screen Printing

Vid Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Applied Materials i Dresden, Tyskland, arbetar ingenjören Thomas Studnitzky och hans team med att utveckla en ny produktionsteknik för metallföremål. Tekniken är baserad på en beprövad produktion från den grafiska världen – screentryck. Det skriver Mattias Kristiansson på nyhetssajten 3dp.se.

3d-screentryck
Från starten har målet varit att hitta en teknik, som kan korta produktionstiden och där man samtidigt kan producera högre volymer. Den mest lämpliga kandidaten blev därför screentrycket, eller 3d-screentryck, som man döpt tekniken till.

Tekniken är kvick; att producera ett lager tar endast ett par sekunder, och beroende på storleken på screenramen, kan man täcka ett område på flera kvadratmeter.
Precis som med andra additiva tillverkningstekniker handlar det om att bygga ett lager åt gången tills man har en färdig komponent.

Återstår sintring
Materialet består av solida partiklar som ligger i en solvent. Materialet innehåller även additiver som justerar viskositeten och binder samman alla komponenter. Varje lager härdas innan nästa lager appliceras, något som gör grönkroppen stabilare och mottaglig för nästa lager. När en körning är klar återstår värmebehandling, sk sintring, vilket avlägsnar bindemedel och andra additiver.

Enligt Studnitzky finns det fler fördelar än produktionshastighet och volym. Tekniken ska även ge avsevärt högre upplösning än andra metalltekniker, ner till 40 my. Det ska även gå att använda olika material i en produktionsgång. Precis som grafiskt screentryck, där varje färg appliceras för sig, så kan man under en körning byta ram och material.

Bättre mekanisk styrka
Även ytkvaliteten blir hög med tekniken. Anledningen är att materialet ligger i en vätska och det gör att man kan använda mycket små materialpartiklar, ner på nanometernivå. Mindre partiklar ger också bättre sintring och leder till avsevärt mindre porositet och bättre mekanisk styrka i färdiga komponenter.
På materialsidan har teamet framgångsrikt testat stål, rostfritt stål, koppar, volfram, molybden, keramer och glas.

Avslutningsvis menar Studnitzky, att tekniken lämpar sig bäst för komponenter som inte bygger för mycket på höjden, med intrikata strukturer, som hål och kanaler. Nästa mål för teamet är att etablera kontakt med industriaktörer och utveckla skräddarsydda lösningar, både i fråga om utrustning och materialval.