MIT开发出比商用3D打印机快10倍的桌面3D打印机

产品时间:2021-09-19 04:23

简要描述:

虽然3D打印机可以减缓生产时间,并使得从零开始创立产品和组件显得更为更容易,但麻省理工学院的工程师正在向前努更进一步。该团队早已研发出有一种新的桌面3D打印机,其性能比现有商用打印机慢10倍。 大多数少见的桌面3D打印机需要在一个小时内打印机几厘米大小的模块。不过,新的设计可以在几分钟内打印机出有类似于大小的模块。...

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本文摘要:虽然3D打印机可以减缓生产时间,并使得从零开始创立产品和组件显得更为更容易,但麻省理工学院的工程师正在向前努更进一步。该团队早已研发出有一种新的桌面3D打印机,其性能比现有商用打印机慢10倍。 大多数少见的桌面3D打印机需要在一个小时内打印机几厘米大小的模块。不过,新的设计可以在几分钟内打印机出有类似于大小的模块。

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虽然3D打印机可以减缓生产时间,并使得从零开始创立产品和组件显得更为更容易,但麻省理工学院的工程师正在向前努更进一步。该团队早已研发出有一种新的桌面3D打印机,其性能比现有商用打印机慢10倍。

大多数少见的桌面3D打印机需要在一个小时内打印机几厘米大小的模块。不过,新的设计可以在几分钟内打印机出有类似于大小的模块。该小组在灵活的打印头中融合了两种新的速度强化组件:一种通过燃烧室以高力供给聚合物材料的螺旋机构;打印头内置的激光器,可以较慢冷却和熔融材料,使其需要更慢地流到燃烧室。

为了展出机器的功能,团队在几分钟内打印机出有各种详尽的手执3D对象。据麻省理工学院机械工程副教授AnastasiosJohnHart讲解,这台新的机器所展出的能力将3D打印机的界限推上了更加不切实际的生产技术。“如果我可以在5到10分钟内而不是一个小时内取得原型零件,或许是一个支架或一个齿轮,我可以更慢地设计、建构和测试,”麻省理工学院生产与生产力实验室和机械制备小组主任Hart说。

Hart和Hart实验室前研究员JamisonGo于15日在“增材生产”杂志上公开发表了他们的研究成果。在之前的一篇论文中,二人找到了用于“熔丝生产”容许最少见台式3D打印机速度的根本原因。商用台式吸管3D打印机平均值打印机速度大约为20立方厘米,这是十分较慢的结构。

研究小组确认了容许打印机速度的三个因素:打印机移动打印头的速度有多慢,打印头可以产生多大的力量以将材料引过燃烧室,以及打印头需要多快地热传导以熔融材料并使其流动。Hart说道:“然后,根据我们对于这三个变量的容许的解读,我们明确提出了我们如何设计一台新的打印机,从而提高三个系统的兼容性。现在我们早已建成了,而且工作得很好。”用在打印头内旋转的螺丝机构更换它。

研究人员将一根带上纹理的塑料长丝送到螺杆,当螺杆旋转时,它将逃跑长丝的纹理表面,并需要以更高的力和速度将长丝送到燃烧室。线材上的纹理获取了更大的认识面积,可以获取更高的驱动力。该团队在螺杆机构的下方减少了一个激光器,在通过燃烧室之前冷却和熔融线材,熔融得更慢更加均匀分布。Hart和Go找到,通过调整激光器的功率并较慢电源,可以掌控传送给塑料的热量。

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他们将激光和螺旋机制构建到一个灵活的、自定义的打印头中,大小与计算机鼠标非常。最后,他们设计了一个高速龙门机构,一个由两个电机驱动的H形框架,相连到一个维持打印头的运动平台。龙门架的设计和编程灵活性地在多个方位和平面之间移动。研究人员在加快这个过程时遇上了一些挑战,特别是在物体层的温度上。

吸管的塑料以如此低的驱动力和温度通过燃烧室供给,使得在打印机吸管第二层时,打印机层依然可以略为熔融。Hart说道:“所以我们必需在打印机过程中保证部件较慢加热,以维持部件的形状,防止变形或软化。”该团队正在应付这一挑战,并探寻优化打印头的方法。

“我们有兴趣将这种技术应用于更加高级的材料,如高强度聚合物、复合材料。我们也在展开更加大规模的3D打印机,某种程度是打印机桌面级的物体,还有更大的工具结构。”Hart说道,“较慢打印机的能力关上了许多令人兴奋的机会的大门。

”据报,这项研究获得了洛克希德·马丁公司的资助。


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