ExOne лицензирует новый процесс струйной печати связующего от ORNL до 3D-печати металлом

Aug 07, 2023

Производитель 3D-принтеров Binder Jetting ExOne получил лицензию на новый метод печати от Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL), который позволит ему изготавливать улучшенные легкие металлокерамические детали.

Запатентованный процесс ORNL, который компания разрабатывала в течение 18 месяцев, позволяет ей создавать детали из карбида бора, пропитанные алюминием, на станках ExOne. Опираясь на существующую между фирмами лицензию на НИОКР, последняя сделка теперь позволяет ExOne использовать эту технологию в коммерческих целях путем 3D-печати деталей для научных исследований и предоставления ее своим клиентам.

Процесс струйной струйной обработки связующего ExOne

ExOne специализируется на производстве струйных машин для связующего, и с момента лицензирования этой технологии в 1996 году она была интегрирована во многие ее системы. Текущее портфолио компании варьируется от InnoventPro начального уровня до крупносерийного X1 160PRO, и, опять же, каждый из них имеет вариацию своего запатентованного процесса.

По сути, технология ExOne предполагает распыление связующего вещества на слой металла, песка или керамики для создания форм, которые затем спекаются для сплавления частиц в конечную деталь. В прошлом фирма использовала свой процесс для удовлетворения потребностей военных клиентов, таких как ВВС США, но в последнее время она попыталась расширить возможности своих технологий.

Например, в прошлом году ExOne выделила университетам 2,8 миллиона долларов на решение известных проблем, связанных со струйной очисткой связующего, а в результате других совместных проектов был создан 21 новый качественный материал. Теперь реализовался текущий проект с ORNL, поскольку команде удалось разработать метод струйной обработки связующего, при котором материалы могут проникать в деталь во время обработки.

Запатентованный подход ORNL

В течение почти шести лет ORNL тесно сотрудничала с ExOne, чтобы оптимизировать параметры своих систем и дать им возможность обрабатывать новые материалы, такие как инструментальная сталь H13. В рамках одного из таких проектов, стартовавших в июле 2019 года, команда под руководством ORNL разработала новый процесс, позволяющий абсорбировать карбид бора алюминиевыми сплавами.

Полученные материалы, известные как металломатричные композиты или «керметы», не только сохраняют прочность исходных сплавов, но также легче и обладают свойствами поглощения нейтронов. Такие качества делают композиты особенно полезными для создания инструментов рассеяния нейтронов, которые эффективно позволяют ученым собирать данные на атомном уровне.

Видя потенциал этого процесса, ExOne впервые лицензировала его для целей НИОКР в 2019 году, а после последнего соглашения оно было расширено, чтобы разрешить его коммерческое использование. Обновленная лицензия распространяется на патент США № 16/155,134 и производство «Коллиматоров и других компонентов из материалов, поглощающих нейтроны с использованием аддитивного производства», а также две другие предварительные заявки.

После сделки ExOne намерена продолжить сотрудничество с ORNL по производству различных матричных композитных компонентов для использования в своих нейтронных экспериментах. Получив коммерческую лицензию на новый метод струйной обработки связующего, ExOne также собирается предложить его своим клиентам, предоставляя им новые средства производства легких энергопоглощающих металлокерамических деталей.

Использование потенциала керамики

Хотя энергопоглощающие свойства керамики хорошо известны, присущая ей хрупкость и сложные требования к спеканию часто затрудняют ее обработку и делают ее уязвимой для растрескивания.

Однако такие компании, как HRL Laboratories, недавно разработали новые методы, позволяющие обойти эти недостатки, и напечатали на 3D-принтере устойчивые к разрушению композиты с керамической матрицей (CMC). Эти стеклоподобные материалы обладают повышенной долговечностью, что потенциально позволяет использовать их в приложениях для производства энергии.

Аналогичным образом, команда Fraunhofer IKTS создала систему Multi Material Jetting, в которой как керамические, так и металлические материалы могут быть объединены в одну деталь. Новый процесс ученых позволил получить целый ряд термостойких компонентов, в том числе спутниковый двигатель с керамическими элементами.