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MIT團(tuán)隊開發(fā)的FDM 3D打印機(jī)將打印速度提高10倍

FDM
2018
12/10
09:31
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2018年12月10日,南極熊從外媒獲悉,麻省理工學(xué)院(MIT)的Jamison Go和John Hart教授開發(fā)了一款新的3D打印打印機(jī),其最大的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)他們所謂的Fast FFF(快速熔絲制造),速度可以是當(dāng)前FDM 3D打印機(jī)的10倍。

桌面3D打印機(jī)非常適合按需創(chuàng)建高質(zhì)量和復(fù)雜的零件,但它們最大的弱點(diǎn)始終是速度慢。它們一次只能打印一個對象,一次只打印一個薄層。 限制FDM / FFF 3D打印機(jī)速度的主要因素有四個:當(dāng)線材被推入噴嘴時施加到線材​​上的力量;熱量傳遞到線材的速度有多快;打印頭在構(gòu)建區(qū)域周圍移動的速度;以及材料在擠出后固化的速率,因?yàn)樗枰蜗乱粚印?/font>

他們像大多數(shù)其他開發(fā)商一樣,通過向打印完成的模型吹空氣來解決固化問題。剩下的障礙需要更多的創(chuàng)造力。當(dāng)推動線材時,通常通過在驅(qū)動齒輪和惰輪之間運(yùn)行來完成;在驅(qū)動齒輪上施加張力,當(dāng)驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動時,齒輪咬入線材并將其向下推動。如果線材上的張力太大,驅(qū)動齒輪會進(jìn)入線材并在塑料堆積之前最終失去抓地力,而張力太小又會導(dǎo)致擠出時的滑動和間隙。

Go和Hart決定將線材穿過一個帶螺紋的螺母,并用螺紋螺母來驅(qū)動耗材;當(dāng)螺母通過電動機(jī)(通過皮帶)轉(zhuǎn)動時,線材下降。當(dāng)螺母轉(zhuǎn)動時,防扭輥可防止細(xì)絲扭曲。這種擠壓方法不僅比典型的驅(qū)動齒輪裝置更快,而且更精確。



用激光解決了加熱線材的速度問題,足以使線材完全熔化。 石英腔內(nèi)襯有反射器,當(dāng)線材穿過腔室時,激光在內(nèi)部反彈并在線材通過傳統(tǒng)加熱塊之前預(yù)熱線材。

最后,Go和Hart設(shè)計了一種伺服驅(qū)動的平行龍門系統(tǒng),可以快速準(zhǔn)確地移動打印頭,幾乎沒有間隙,大多數(shù)臺式3D打印機(jī)在打印速度過快時會出現(xiàn)抖動或波動。 在這里,速度主要是通過使用重型機(jī)架和強(qiáng)大的電機(jī)而不是新穎的解決方案來實(shí)現(xiàn)的。



新的打印機(jī)在速度測試中吸引了競爭對手,其中包括價值10萬美元的商用3D打印機(jī)。研究團(tuán)隊制造的3D打印機(jī)售價15,000美元,因此不太可能很快上市。這種擠出方法快7到10倍,每小時可生產(chǎn)127立方厘米。打印質(zhì)量可能更好,可能通過調(diào)整縮回和路徑設(shè)置得到改善,但考慮到3D打印的速度,質(zhì)量仍然非常好。

Hart還與劍橋大學(xué)的講師Sebastian Pattinson合作,展示了一種用纖維素進(jìn)行3D打印的技術(shù)。纖維素價格便宜,可再生,并且具有理想的機(jī)械性能,但是由于纖維素在加熱時易于分解,因此用纖維素進(jìn)行3D打印已證明是困難的。通過用醋酸鹽處理纖維素,它們可以將其溶解在丙酮中并用3D打印機(jī)成功擠出。丙酮蒸發(fā)(并被捕獲),僅留下醋酸纖維素。最后用氫氧化鈉浴除去乙酸酯,結(jié)果是纖維素部分。二人3D打印了一套醫(yī)用鑷子,甚至還用一種抗菌染料注入3D打印件,這種染料對細(xì)菌的抵抗力提高了95%。




編譯自:3ders



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