Comsol simulering av metall 3D printer

3 D printing med metall er blitt et marked i sterk vekst og med stor industriell betydning. Vanligvis er slike printere basert på laserteknologi. Marna Engineering har under utvikling en metall printer etter FFF prinsippet (Fused Filament Fabrication). Her bringes sammen elementer fra plastprinting og metallprinting til et enklere konsept for metallprinting til en brøkdel av prisen. I stedet for spesialpulver benyttes aluminium sveisetråd som produksjonsmateriale. Tråden varmes opp i en ekstruder, og smeltet aluminium legges ut og størkner, lag for lag, til et ferdig 3 D print. Styring av metallprinteren handler derfor i stor grad om å kontrollere forholdene rundt utleggingen av aluminiumssmelten. Riktig utforming av smeltebadet på noen få kubikkmillimeters størrelse er kritisk for å oppnå vellykkede print. Størrelsen og formen på smeltebadet kan reguleres ved forskjellige kombinasjoner av parametere som printhastighet og oppvarmingstemperatur. Disse parameterne må i tillegg tilpasses til det enkelte printobjektets geometri så vel som til brukerens ønskede innstillinger av printlagenes høyde og bredde. Marna Engineering er en liten bedrift og har ikke forskerkompetanse. Bedriften har bl.a. gjennom tidligere Forskerpool prosjekter fått verdifull kunnskap om endel forhold rundt styring av printeren. I dette prosjektet er det ønskelig at NORCE benytter en COMSOL datamodell til å optimalisere innsmeltingen i substratet, når man holder konstant temperatur men varierer hastighet. Dette er kunnskap som er umulig å frembringe ved fysisk inspeksjon. FoU utfordringen blir å frembringe en COMSOL modell som gir kvalitativ tilfredsstillende beskrivelse av dybde og utstrekning på innsmeltingen ved forskjellige hastigheter.