Kolnes og Mugaas tv. holder foredrag om MPP på SINTEF dagen
DEMONSTRERER: Øyvind Kolnes viser prinsippene bak MPP.

Skriver ut hoftebein

  • naturvitenskap

Metal Printing Process (MPP), som er et av Sintefs prestisjeprosjekter, har en kostnadsramme på 40 millioner kroner.

De tre Sintef-avdelingene Materialer og kjemi, Teknologi og samfunn og IKT har sammen med NTNU utviklet en prototyp som kan skrive ut tredimensjonale objekter.

Foreløpig dreier det seg om ishockeypucker med Sintef-logo, men målene er ambisiøse.

Ifølge Øyvind Kolnes, som er forsker ved Sintef IKT, er potensialet stort. Han ser for seg at man kan skrive ut alt fra bremseskiver og porselensservice til sykkelrammer med logo og tante Olgas hoftekule eller andre spesialtilpassede objekter når MPP kommer på markedet.

Mange tynne skiver

– Litt forenklet kan man si at MPP bruker samme teknologi som en kopimaskin, men toneren er byttet ut med metallpulver eller keramisk pulver, sier Kolnes.

– Produktet som kommer ut av en MPP er sammensatt av mange tynne skiver som er sintret sammen. Et dataprogram bearbeider tegningen av det ønskede produktet som f.eks. ishockeypucken ved å splitte det opp i X antall tynne skiver. Tegningene av skivene blir deretter overført til MPP-maskinen i tur og orden. En ladet fotoresopterplate blir belyst nedenfra, og kun området som viser en silhuett av pucken forblir ladet. Platen beveger seg over et kar med metallpulver. Bare det ladede området trekker til seg pulveret som så fester seg til platen. Pulverlaget blir deretter overført til det forrige laget og varmet opp – sintret. Slik bygges gjenstanden trinn for trinn, forklarer Kolnes.

Få tastetrykk

Ifølge Kolnes er Sintef de eneste i verden som utvikler "rapid manufacturing" basert på kopimaskinteknologi. Denne teknologien åpner blant annet for graderte overganger mellom ulike sjikt (mykt indre, hardt ytre etc.) i det ferdige produktet.

– Såvel hoftebein som bildeler vil derved kunne lages med unike egenskaper ved hjelp av bare noen få tastetrykk, forteller Kolnes som likevel vedgår at det gjenstår en hel del forskning og tilpasninger før MPP er et kommersielt produkt.

I dag er det ikke mulig å sintre alle ønskelige materialer, men dette jobber forskerne med. De jobber også med å utvikle "støttepulver " som kan sørge for bygging av overheng.

Sintring og smelting

– Det er forskjell på smelting og sintring, påpeker sivilingeniør Terje Mugaas. – Sintring er en prosess som foregår under pulveret sitt smeltepunkt. Ved sintring benytter man seg av trykk og temperatur som får atomene til å vandre gjennom gitteret i krystallstrukturer. Atomvandringen fører til at det bygges broer av masse mellom enkeltpartiklene og pulveret blir omdannet til metall. Siden oppvarming er et viktig trinn i prosessen, har vi en stipendiat som studerer akkurat den biten.

Sammen med Kolnes og andre forskere videreutvikler Mugaas nå MPP for det kommersielle markedet.

Professor Øyvind Bjørke (tidligere NTNU) hadde ideen til MPP. Han veiledet Jim Bakkelund og Roald Karlsen som på slutten av 90-tallet tok doktorgrad i metalprinting og bidro til å utvikle mye av teknologien som inngår i dagens prototyp. Rune Skjevdal er prosjektleder for MPP ved Sintef.