光用于加速塑料100倍的3D打印

研究人員開(kāi)發(fā)了一種光驅(qū)動(dòng)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(lái)越多地被使用，但在需要快速周轉(zhuǎn)時(shí)間的小型制造工作中仍然不經(jīng)濟(jì)可行。為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的光驅(qū)動(dòng)塑料3D打印方法，它比普通方法快100倍，他們?cè)赨M新聞發(fā)布會(huì)上說(shuō)。

密歇根大學(xué)(密歇根大學(xué))的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，他們不是逐層堆積塑料細(xì)絲，而是使用燈光從一大桶液體中制造出復(fù)雜的形狀，從而顯著加速這一過(guò)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(shí)間為一周或兩周。

“除非你擁有數(shù)百臺(tái)機(jī)器，否則使用傳統(tǒng)方法是不可行的，”該大學(xué)化學(xué)工程副教授蒂莫西·斯科特說(shuō)，他與他的同事馬克·伯恩斯共同領(lǐng)導(dǎo)了新的3D打印方法的開(kāi)發(fā)，工程學(xué)教授。

自動(dòng)化技術(shù)東部是東海岸領(lǐng)先的自動(dòng)化/機(jī)器人貿(mào)易展提供微軟，IBM洛克希德馬丁等數(shù)百種最新的組件，控制器和取放器。

現(xiàn)在，斯科特，伯恩斯和他們的團(tuán)隊(duì)通過(guò)一種方法可以用更少的硬件實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在這種方法中，他們使用兩個(gè)燈來(lái)固化液態(tài)樹(shù)脂，以控制樹(shù)脂硬化的位置和保持流動(dòng)的位置。這項(xiàng)技術(shù)使研究人員能夠以比以前更快的速度將樹(shù)脂固化成更復(fù)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(xiàn)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(gè)格子，一個(gè)玩具船和一個(gè)大寫(xiě)字母“M”。

“這是有史以來(lái)第一臺(tái)真正的3D打印機(jī)之一，”伯恩斯談到該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的使用該工藝的機(jī)器，其目標(biāo)是解決他們?cè)谠缙诘拇笸坝∷⒐ぷ髦杏龅降南拗?。具體而言，研究人員發(fā)現(xiàn)，樹(shù)脂在光線(xiàn)照射的窗口上趨于固化，在開(kāi)始時(shí)停止打印作業(yè)。

他們通過(guò)創(chuàng)造一個(gè)不發(fā)生凝固的相對(duì)較大的區(qū)域來(lái)解決這個(gè)特殊問(wèn)題，因此可以使用較厚的樹(shù)脂(可能具有強(qiáng)化粉末添加劑)來(lái)生產(chǎn)更耐用的物體。

UM團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的方法還改善了細(xì)絲3D打印的結(jié)構(gòu)完整性，細(xì)絲3D打印的對(duì)象通常在層之間的界面處較弱。“你可以得到更堅(jiān)韌，更耐磨的材料，”斯科特說(shuō)。研究人員在“科學(xué)進(jìn)步”雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于他們工作的論文。

該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)先前的解決方案，通過(guò)使用一個(gè)可以減少氧氣透過(guò)的窗戶(hù)，在窗戶(hù)上樹(shù)脂固化的問(wèn)題。這使窗戶(hù)附近的凝固停止，并留下一層液體，使新打印的表面被拉開(kāi)。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，它不會(huì)在物體和窗戶(hù)之間留下足夠大的空隙來(lái)印刷更復(fù)雜的物體。

研究人員說(shuō)，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(shù)脂的流動(dòng)速度提高了數(shù)千倍。