用于合金、彈性體和樹(shù)脂的多材料3D打印機(jī)已推出

2017-07-03

由倫敦帝國(guó)學(xué)院的Paul Curtis教授和英國(guó)國(guó)防科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)研究，開(kāi)發(fā)一種配置為多材料的 3D打印機(jī) 。該研究可在最新版的3D打印和添加劑制造雜志上找到。

據(jù)悉，該3D打印機(jī)能夠打印多達(dá)三種不同的材料，允許使用低熔點(diǎn)合金、可3D打印彈性體和樹(shù)脂進(jìn)行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。

該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為針對(duì)商業(yè)應(yīng)用的多材料3D打印機(jī)的便宜替代品，例如Stratasys Connex系列。科學(xué)家們說(shuō)，具有高價(jià)格標(biāo)簽的3D打印機(jī)不鼓勵(lì)用新材料（如焊料合金和陶瓷）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

定制的3D打印機(jī)配置有三個(gè)打印頭，一個(gè)用于在室溫下使用油墨的噴墨頭，一個(gè)用于樹(shù)脂沉積和固化的連續(xù)噴嘴，以及一個(gè)最終加熱的噴墨頭。

通過(guò)制造局部共振超材料（LRM）來(lái)實(shí)現(xiàn)這種定制3D打印機(jī)的功能，研究其減少不必要的噪聲和振動(dòng)的能力。由研究人員設(shè)計(jì)的LRM采用包含三個(gè)金屬芯的矩形單元的形狀。

LRM的外殼由Permabond UV625樹(shù)脂制成。一旦通過(guò)連續(xù)噴嘴沉積，樹(shù)脂在UV光下固化成堅(jiān)固、耐用和透明的材料。為此，第一噴墨頭在室溫下添加一層硅樹(shù)脂。然后通過(guò)加熱的噴墨頭加入金屬芯、錫、銀和銅的組成，并重復(fù)隨后的層以在芯周圍形成密封。

多重3D打印的另一個(gè)挑戰(zhàn)是能夠同時(shí)控制多個(gè)打印頭的路徑。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)名為L(zhǎng)abVIEW的專門(mén)程序，可以在6種不同的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)3D打印機(jī)功能。

在這些狀態(tài)之一中，用戶可以通過(guò)使用三個(gè)預(yù)定義的結(jié)構(gòu)來(lái)測(cè)試新材料以了解它如何在打印床上沉積，如單行、圓和圓柱。在另一個(gè)狀態(tài)下，LabVIEW使用戶能夠?yàn)樯蟼鞯?stl文件生成3D打印坐標(biāo)。然后可以更改這些坐標(biāo)，并將文件發(fā)送到打印機(jī)進(jìn)行打印。

倫敦帝國(guó)學(xué)院開(kāi)發(fā)的3D打印機(jī)和軟件系統(tǒng)展現(xiàn)出未來(lái)發(fā)展的潛力。

在未來(lái)的工作中，替代材料將用于加熱噴墨以允許正常的液滴創(chuàng)建，并且可以探索替代復(fù)合材料設(shè)計(jì)來(lái)檢查打印機(jī)能夠應(yīng)對(duì)更不規(guī)則的幾何形狀的能力。此外，需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)幾何處理方法以允許用戶上傳單個(gè).stl文件，以及使用程序識(shí)別多材料對(duì)象中的不同材質(zhì)組件。

據(jù)悉，該研究論文由Irfan Raza、Lorenzo Iannucci和Paul T. Curtis共同撰寫(xiě)。