光用于加速塑料100倍的3D打印

研究人員開發(fā)了一種光驅動的3D打印方法，可以將打印速度提高100倍，使其在更短的期限內(nèi)適用于較小的制造工作。雖然3D打印在塑料零件的生產(chǎn)中越來越多地被使用，但在需要快速周轉時間的小型制造工作中仍然不經(jīng)濟可行。為了解決這個問題，研究人員開發(fā)了一種新的光驅動塑料3D打印方法，它比普通方法快100倍，他們在UM新聞發(fā)布會上說。

密歇根大學(密歇根大學)的一個團隊發(fā)現(xiàn)，他們不是逐層堆積塑料細絲，而是使用燈光從一大桶液體中制造出復雜的形狀，從而顯著加速這一過程。研究人員表示，這可能使制造商在零件上使用3D打印，生產(chǎn)時間為一周或兩周。

“除非你擁有數(shù)百臺機器，否則使用傳統(tǒng)方法是不可行的，”該大學化學工程副教授蒂莫西·斯科特說，他與他的同事馬克·伯恩斯共同領導了新的3D打印方法的開發(fā)，工程學教授。

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現(xiàn)在，斯科特，伯恩斯和他們的團隊通過一種方法可以用更少的硬件實現(xiàn)這一點，在這種方法中，他們使用兩個燈來固化液態(tài)樹脂，以控制樹脂硬化的位置和保持流動的位置。這項技術使研究人員能夠以比以前更快的速度將樹脂固化成更復雜的圖案。

例如，研究人員表示，他們可以在單次拍攝中制作3D淺浮雕，而不是在一系列1D線或2D橫截面中制作3D浮雕，這通常是如何完成的。為了展示他們的作品，他們印了一個格子，一個玩具船和一個大寫字母“M”。

“這是有史以來第一臺真正的3D打印機之一，”伯恩斯談到該團隊開發(fā)的使用該工藝的機器，其目標是解決他們在早期的大桶印刷工作中遇到的限制。具體而言，研究人員發(fā)現(xiàn)，樹脂在光線照射的窗口上趨于固化，在開始時停止打印作業(yè)。

他們通過創(chuàng)造一個不發(fā)生凝固的相對較大的區(qū)域來解決這個特殊問題，因此可以使用較厚的樹脂(可能具有強化粉末添加劑)來生產(chǎn)更耐用的物體。

UM團隊開發(fā)的方法還改善了細絲3D打印的結構完整性，細絲3D打印的對象通常在層之間的界面處較弱。“你可以得到更堅韌，更耐磨的材料，”斯科特說。研究人員在“科學進步”雜志上發(fā)表了一篇關于他們工作的論文。

該團隊設計了一個先前的解決方案，通過使用一個可以減少氧氣透過的窗戶，在窗戶上樹脂固化的問題。這使窗戶附近的凝固停止，并留下一層液體，使新打印的表面被拉開。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，它不會在物體和窗戶之間留下足夠大的空隙來印刷更復雜的物體。

研究人員說，新工藝用第二道光代替氧氣以阻止凝固，從而允許更大的毫米厚的間隙，這使樹脂的流動速度提高了數(shù)千倍。