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什么叫效率!10倍速的桌上FDM 3D 打印机告诉你答案

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-30 15:39:47   浏览次数:1374  
核心提示:最近,美国麻省理工学院(MIT)的工程师研发了一种有激光辅助的桌面式FDM 3D打印机,这种3D打印机在特殊的喷头和螺旋机械原理的辅助下流速大大提高,比现有市面上的桌面式FDM 3D打印机平均打印速度快十倍。
最近,美国麻省理工学院(MIT)的工程师研发了一种有激光辅助的桌面式FDM 3D打印机,这种3D打印机在特殊的喷头和螺旋机械原理的辅助下流速大大提高,比现有市面上的桌面式FDM 3D打印机平均打印速度快十倍。
 
 
激光头是3D打印机的常备组件。光固化3D打印机(SLA)、选择性激光熔融3D打印机(SLM)、选择性激光烧结3D打印机(SLS)的核心部分都有一个激光头,将各自使用的基础材料转化为3D打印部件。
 
但是大部分桌上熔融沉积型3D打印机(FDM)并不会使用激光头,而是用一个加热筒在其喷头作为“热端”来融化塑料。但是是否可以利用一个激光头来提升FDM 3D打印机的打印效率呢?麻省理工的研究人员Jamison Go和Anastasios John Hart大胆的进行了尝试,并成功研制出比普通市面上的桌面式FDM 3D打印机速度快10倍的3D打印机。
 
而高速打印的奥秘就在于,它是在激光头的辅助下,配合应用特殊螺纹机械原理的喷头完成工作的。这两种机械部件结构在普通的FDM打印头中并没有使用过,但是这两种材料的使用却可以大大地提升材料流速。利用激光头高速加热和融化基础材料并通过螺旋纹结构的喷头,使其在压力作用下得以快速喷出。
 
 

倍速的提升在Hart看来是非常值得关注的,这样就让FDM 3D打印机不仅用于原型设计的制作,同时可以向更有效率的生产工艺方面延伸。比如说原来需要一小时打印的物品现在用五到十分钟就可以完成,这样工程人员就可以更有效率的将产品完成并检查分析问题。特别是在一些紧急医疗应用领域,麻省理工的这种新型的FDM 3D打印技术就非常能派得上用场了。
 
尽管这种新型的3D打印机还不能应用于大部分材质的产品打印,但是在FDM 3D打印机的研发方面有了三个方向性的突破:缓慢的打印喷头速度、低压缩力、以及低热转换。
 
除了这两项新技术的应用,这种3D打印机的新型结构设计也帮助它提高了打印速度。H型的外壳并配有两个电机的打印喷头平台,整个结构系统在提升工作效率方面也有帮助。
 
现在,麻省理工的研究人员打印了包括小椅子、麻省理工著名的10号楼模型、眼镜框、螺旋齿轮等复杂的组件来证明其工作效率,基本每个组件打印出来只需要5-10分钟。不过这种新型激光辅助的FDM 3D打印机还称不上完美 – 研究人员发现,在如此高压和高温的打印过程中,有时候在新一层开始打印之前,前面的打印层有时候没办法迅速冷却并凝固,从而导致打印质量问题。这意味着研发人员必须研究出一种迅速冷却的方法来完善他们的打印机。同时,研发团队也会在向解决高强度聚合物和复合材料聚合物打印以及大型3D打印方面而继续努力。
 
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