Walaupun industri percetakan 3D logam semasa berkembang dengan cepat, masih terdapat banyak masalah yang perlu diselesaikan, salah satunya ialah penyingkiran struktur sokongan. Ini boleh dicapai dengan pemesinan atau menggunakan bahan larut. Kaedah Pemesinan adalah rumit dan boleh menyebabkan kerosakan pada cetakan. Jenis bahan larut mempunyai batasan mereka, secara amnya hanya sesuai untuk bahan plastik, untuk sokongan logam, kaedah ini tidak akan berfungsi
Gambaran Keseluruhan Pembuangan Elektrokimia Sokongan Logam
Penyelidik dari Arizona State University (ASU) telah mencadangkan kaedah elektrokimia untuk mengeluarkan sokongan logam, dan kaedah ini telah digunakan untuk paten asing. Prinsip ini ditunjukkan dalam rajah berikut:
Penyingkiran elektrokimia sokongan logam
Entiti bahagian sebenarnya diperlukan di bahagian kelabu dalam angka itu, untuk memastikan percetakan yang berjaya, biasanya perlu menambah sokongan ke bahagian entiti bahagian, yang merupakan bahagian hitam dalam angka itu. Penyingkiran sokongan elektrokimia adalah penting untuk "kaedah perlindungan katodik anod korban". Kaedah ini biasanya digunakan untuk mencegah kakisan logam, iaitu logam dengan reducibility yang kuat digunakan sebagai elektrod pelindung, dan ia berkaitan dengan logam yang dilindungi untuk membentuk bateri utama, yang mempunyai kebolehucukuhan yang kuat. Logam akan dimakan oleh tindak balas pengoksidaan sebagai elektrod negatif, dan logam yang dilindungi akan digunakan sebagai elektrod positif untuk mengelakkan kakisan. Sama ada dua logam menghubungi dalam elektrolit atau bahan yang sama di bahagian elektrolit yang berlainan (seperti bahagian badan kapal di atas dan di bawah air). Bahan yang menjalani anodisasi mempunyai potensi pengurangan yang lebih negatif, yang teroksida sebagai keutamaan kepada bahan bahagian. Bahan sokongan bersamaan dengan bahan anod dengan reducibility yang kuat dan dikeluarkan.
Penyelesaian sokongan logam elektrokimia pertama
Para penyelidik 3D mencetak bahan bahagian adalah 304 keluli tahan karat, dan bahan sokongan yang digunakan adalah keluli karbon. Prinsip khusus adalah untuk mengeluarkan sokongan keluli karbon melalui teknologi etsa elektrokimia menggunakan asid nitrik dan oksigen. Kaedah ini telah terbukti boleh dilaksanakan dan, yang lebih penting, ia tidak mempunyai sebarang kesan pada cetakan keluli tahan karat. Angka di bawah menunjukkan para penyelidik membuat jambatan keluli tahan karat menggunakan keluli karbon sebagai sokongan, dan kemudian mengeluarkan keluli karbon elektrokimia (41 wt.% larutan asid nitrik dan oksigen). Pada mulanya, para penyelidik tidak menggunakan oksigen, dan mereka mendapati bahawa kadar kakisan terlalu perlahan dalam kes ini, mengeluarkan keluli karbon 1.4mm dalam 10 jam. Kemudian, mereka memperkenalkan oksigen untuk mempercepatkan tindak balas, dan ia hanya mengambil masa 6 jam untuk menghapuskan sepenuhnya baki 7mm keluli karbon.
Penyingkiran logam yang disokong oleh etsa elektrokimia boleh dilaksanakan pada dasarnya (ia telah dibuktikan oleh eksperimen), tetapi terdapat sedikit penyelidikan mengenai teknologi ini di dalam dan di luar negara, dan tidak ada aplikasi perindustrian yang matang pada masa ini, terutamanya dalam aspek berikut masalah:
● Bahan anod korban mestilah serasi secara metalurgi dengan bahan percetakan, yang bermaksud ia mesti mempunyai struktur kristal yang sama, kekonduksian terma, dan pekali pengembangan haba, dan tidak boleh menghasilkan sebatian intermetallic berbahaya. Ini memastikan bahawa hubungan antara anod korban dan bahagian bercetak mempunyai kekuatan mekanikal yang mencukupi untuk menahan tekanan yang disebabkan oleh berbasikal haba yang melampau semasa percetakan 3D logam.
● Elektrolit yang sangat menghakis mesti digunakan. Elektrolit ini mesti dapat membubarkan anod korban dengan selektiviti yang tinggi (>100:1) berbanding dengan bahan bercetak.
● Proses ini perlu dikawal, dan sukar untuk menjamin ketepatan. Kadar tindak balas kimia dan masa sukar dikawal, dan kadang-kadang bahan percetakan juga dikeluarkan dalam jumlah yang kecil atau bahan sokongan tidak dikeluarkan sepenuhnya.