Sidosaineruiskutusmenetelmä

Sidosaineruiskutus on lisäävän valmistuksen prosessi, jossa nestemäistä sidosainetta sijoitetaan valikoivasti jauhemateriaalien liittämiseksi yhteen.

BinderJetting small   

Sidosaineruiskutus on kehitetty vuonna 1993 MIT:ssä Yhdysvalloissa. Sidosaineruiskutus prosessissa nestemäistä sidosainetta sijoitetaan valikoivasti kerros kerrokselta, käyttäen jauhepetiä ”tulostusalustana”. Toimintaperiaate on samankaltainen kuin perinteisissä mustesuihkutulostimissa. Jauhepeti toimii samalla tukirakenteena tulostetuille kappaleille poistaen erillisen tulostusalustan ja tukirakenteen tarpeen.

Tätä prosessia käyttävät laitteistot omaavat tulostustason, jota lasketaan kerroksittain ja joka kerta levitetään jauhekerros alustan päälle mekaanista levittäjää käyttäen. Jauhekerroksen levittämisen jälkeen 3D-mallista siivutettu läpileikkaus tulostetaan sidosaineella jauhepedin päälle. Jotkut järjestelmät käyttävät tässä mukana myös sidosaineen kovetusta, esimerkiksi käytettäessä uv-kovettuvaa sidosainetta. Tätä toistetaan kunnes kaikki tulostustyön osat on tulostettu. Joskus jauhe itsessään sisältää sidosaineen ja tulostin levittää selektiivisesti vain sidosaineen aktivoivaa liuotinainetta. Jotkut järjestelmät levittävät myös väriaineita sidosaineen mukana tai sen jälkeen, joka mahdollistaa osien tulostuksen värillisenä.

Samaa prosessia voidaan käyttää tulostamaan osia lähes mistä materiaalista tahansa, esim. muovit, metallit, hiekka, keraamit, jne. Jotkut materiaalit kuten metallijauhe voivat tarvita suojatun ympäristön, kuten suojakaasulla täytetty suljettu kammio. Joissakin tapauksissa käytetystä materiaalista tai käyttökohteesta riippuen ei tarvita välttämättä jälkikäsittelyä, kuten sidosaineen kovetus, materiaalipartikkelien sintraus, tai toisen materiaalin imeytys huokoiseen kappaleeseen. Metallitulosteiden kanssa voidaan käyttää isostaattista kuumapuristusta (HIP) korkeamman materiaalitiheyden saavuttamiseksi. HIP:iä käytetään yleensä vasta sintrauksen jälkeen.

Sidosaineruiskutusprosessia käytetään yleisimmin muottiteollisuudessa, esimerkiksi ExOne ja Voxeljet valmistavat 3Dtulostimia metallivalujen hiekkamuottien tulostamiseen. Molemmilla yrityksillä on yhteinen historia, koska molemmat ovat lähtöisin Saksalaisesta Generis startup yrityksestä.

ExOnen suurimmat tulosteet sidosainemenetelmällä ovat huonekokoisia ja materiaaleihin kuuluu hiekan lisäksi myös metalleja (mm. ruostumaton teräs, pronssi, tungsten, jne) ja keraameja yms.