Apakah ada logam yang menunjukkan keadaan kaca yang besar?

Plastik digunakan dalam pencetakan 3D FDM / FFF sebagian karena memiliki kisaran suhu yang luas untuk keadaan kacanya - di mana ia dapat dialirkan dengan kekuatan tertentu, tetapi tidak akan mengalir hanya karena gravitasi.

Kebanyakan logam memiliki kondisi kaca yang sangat sempit, atau tidak ada. Mereka beralih dari padat ke cair dengan hampir tidak ada keadaan mengalir-tetapi-bukan-cair.

Apakah ada logam atau paduan yang menampilkan keadaan transisi gelas?

Beberapa hal diperlukan untuk bahan cetak 3d gaya ekstrusi yang efektif:

• Ini harus tetap berada di tempat yang ditempatkan oleh nozzle cukup lama untuk mengeras (atau, secara bergantian untuk pasta dan semacamnya, memiliki profil kental penipisan geser atau thixotropik sehingga tidak akan mengalir karena beratnya sendiri).
• Jika menggunakan ekstruder filamen, ia harus memiliki berbagai viskositas yang bervariasi secara bertahap pada kisaran suhu yang cukup. Hal ini diperlukan untuk mengembangkan perilaku geser semi-leleh "zona cap" yang memungkinkan filamen yang masuk bertindak seperti piston dan menghasilkan tekanan di bagian atas nozzle. Extruders pelet memiliki persyaratan yang sama tetapi terkait dengan geser / sekrup dinding daripada filamen / geser dinding. Jika tidak menggunakan filamen atau pelet, seperti printer tanah liat, bahan tersebut harus dapat dipompa oleh pompa perpindahan positif. (Dimungkinkan untuk memompa logam cair, tetapi biayanya cukup tinggi.)
• Itu harus membentuk semacam ikatan dengan bahan padat yang sebelumnya disimpan, tanpa perlu berada dalam keadaan yang akan dengan cepat mengalir dan kehilangan bentuk.
• Itu harus memiliki beberapa kombinasi penyusutan rendah, kemampuan untuk merayap pada suhu sekitar printer, dan / atau kekakuan rendah yang memungkinkan lapisan berturut-turut ditumpuk tanpa jumlah kelengkungan yang tidak dapat diterima.

Logam cair cenderung memiliki konflik antara "Tetap di tempat Anda meletakkannya" dan "mengikat dengan lapisan sebelumnya." Agar logam yang disimpan dapat berikatan penuh, bahan antarmuka perlu mencapai titik lebur sehingga terjadi lasan fusi sejati. Dan untuk memasok panas yang cukup untuk membentuk kembali antarmuka tanpa sumber panas tambahan seperti busur, logam cair yang disimpan harus sangat panas. Jadi akan cenderung berjalan saat dingin. Kepadatan tinggi dan kapasitas panas tinggi membuatnya berjalan cepat dan dingin perlahan.

Hampir semua cetakan logam 3d DIY (seperti yang dibuat oleh tukang las MIG kawat) akhirnya terlihat seperti ini:

https://3dprint.com/29944/diy-metal-printing-garage/

Sebagai perbandingan, polimer memiliki rantai molekul panjang yang memungkinkan mereka untuk "las difusi" dan mematuhi TANPA sepenuhnya memanaskan kembali antarmuka. Plastik cair cair akan menempel pada plastik padat dengan cukup efektif. Antarmuka hanya perlu menjadi cukup panas untuk difusi yang cukup besar untuk menjalin rantai molekul. Ini akan terjadi antara titik gelas dan titik leleh, tanpa terjadi fusi sejati. Jadi, Anda dapat mencetak plastik cair pada suhu di mana plastik tersebut akan bertahan cukup lama untuk mengeras, dan tetap mendapatkan ikatan yang baik.

Logam juga cenderung sangat kaku, yang mendorong bengkok. Sulit untuk membangun lingkungan yang dipanaskan dengan suhu yang cukup untuk menghilangkan stres kontraksi termal dengan benar saat pencetakan berlangsung, sedangkan dengan plastik pelat pembangun yang dipanaskan dan penutup yang hangat dapat memungkinkan tekanan lengkung untuk mulai rileks saat pencetakan berlangsung.

Dimungkinkan untuk "filamen cetak" gaya-FDM "/ kawat yang terbuat dari paduan logam yang memiliki jangkauan luas antara solidus dan liquidus. Itu telah dilakukan dengan menggunakan solder dan paduan serupa . Namun, di antara tekanan lengkung, ikatan lapisan yang buruk dari peleburan kembali antarmuka yang tidak memadai, dan penggunaan paduan peleburan rendah yang lunak, bagian cetakan yang dihasilkan biasanya akan menjadi lebih lemah daripada jika mereka hanya dicetak dalam plastik yang kuat. Misalnya, MENGINTIP hampir sekuat aluminium, dan serat karbon atau plastik komposit fiberglass dapat melebihi logam pada berbagai metrik kinerja. Jadi apa gunanya mencetak dengan paduan logam yang rapuh dan rapuh?

Selama bertahun-tahun, banyak orang telah mencoba pencetakan logam gaya FDM, tetapi tidak ada yang merasa pantas untuk mengejar dalam jangka panjang. Pendekatan pencetakan logam DIY yang lebih khas seperti pengelasan MIG 3D yang diikuti dengan pembersihan mesin akan menghasilkan hasil yang lebih baik.

Saya bukan ahli dalam hal ini, tetapi artikel di https://en.wikipedia.org/wiki/Amorphous_metal mungkin relevan untuk Anda.

Ada beberapa paduan khusus, seperti emas / silikon dan berbagai yang berbasis titanium, yang menjadi "gelas logam massal" jika didinginkan dengan sangat cepat (misalnya, dengan sputtering ke permukaan dingin yang berputar). Kecepatan pendinginan mencegah pembentukan kristal. BMG awal cukup kuat tetapi rapuh; perbaikan telah mengurangi kerapuhan dan membutuhkan kecepatan pendinginan.

Saya pikir yang paling dekat Anda akan dapatkan adalah dengan material komposit. Selama 2 tahun terakhir, ada semakin banyak filamen komposit yang muncul di pasaran untuk printer 3D konsumen. Saya contoh filamen komposit yang bagus bisa dilihat di Proto-Pasta . Karena sebagian besar filamen harus terdiri dari "binder" polimer, materi jelas tidak akan memperlihatkan semua sifat keduanya.

Tanpa terlalu banyak masuk ke Ilmu Bahan, pertimbangkan komposit ABS dan Besi (atau logam berbasis ferro lainnya). Anda tidak dapat berharap untuk mencetak rangkaian padat dari filamen karena setrika mungkin tidak terwakili di semua arah filamen, oleh karena itu menghasilkan resistensi atau keluar tanpa konduktivitas.

Jadi, untuk menjawab pertanyaan Anda: Saya tidak mengetahui keadaan kaca yang jauh lebih besar dalam jenis logam / paduan. Taruhan terbaik Anda adalah komposit, tetapi tergantung pada persyaratan untuk bagian Anda jika komposit akan bekerja. Kemudian, Anda akan mengalami pertempuran lain untuk menemukan jenis komposit yang tepat dan yang terburuk, pemasok yang baik

Saya menghabiskan beberapa waktu mencari membuat mesin FDM yang akan mencetak filamen perunggu. Paduan yang biasa dibuat menjadi kawat memiliki perbedaan antara suhu solidus dan liquidus hanya 50 derajat C. Saya menentukan bahwa orang dapat membuat ujung panas konvensional, dipanaskan secara listrik, terbuat dari molibdenum atau tungsten.

Saya tidak menentukan bagaimana perunggu akan berperilaku di zona solid-to-liquid 50 derajat. Saya lebih peduli tentang kelarutan bahan nosel dalam tembaga, yang saya dapat menemukan sedikit data yang dipublikasikan.

Dari pengalaman saya mengelas, dan dari mencetak plastik dengan FDM, mungkin ada masalah dengan lapisan adhesi. Untuk benar-benar mengikat, bahan yang didinginkan harus dilebur dengan bahan yang disimpan di lapisan berikutnya. Ini diperumit oleh suhu bahan yang didinginkan, konduktivitas termal bahan, dan kecenderungan bahan untuk membentuk oksida. Ini dapat dikurangi dengan memanaskan objek dalam suasana lembam.

Jadi, untuk menjawab pertanyaan, saya akan menyarankan melihat paduan perunggu karena mereka meleleh pada suhu sedang, dan kurang rentan terhadap oksidasi daripada paduan aluminium.