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麻省理工学院开发出10倍速的台式FDM 3D打印机

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麻省理工学院的工程师开发出一种激光辅助的熔融沉积3D打印机,打印速度比普通台式机快10倍。具体来说,新的3D打印机采用了不寻常的打印头,并通过激光和新型螺旋机构来调节温度和增加流速。激光器是许多3D打印机的常见组件,包括光固化技术,选择性激光熔化和选择性激光烧结技术都以激光为核心技术之一。
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但是在最常见的台式3D打印机中,尤其是熔融沉积成型3D打印机,通常不会使用激光,而通过在打印头“热端”的加热作用来熔化塑料。麻省理工学院的研究人员开发出的激光辅助加热以及带螺杆机构的打印头,起到了提高物料流量的作用。螺旋机构以更高的力量输送塑料长丝,而激光则快速加热并熔化材料。

速度提高十倍,这值得重新审视桌面级3D打印设备的商业价值,这种新型打印头可以使熔融沉积成型3D打印技术成为一种更可行的生产技术,而不是仅用于原型制作的工具。
这意味着原来需要一个小时的打印工作可以缩短到五到十分钟,那么像一些备品备件就更容易快速的被生产出来了,包括维修技术人员这些技术工人,他们可以在工作中使用这样的3D打印机,在诊断问题后快速打印新的备件。


这种新的3D打印机的设计初衷就是为了克服与熔融沉积成型3D打印有关的三个问题:打印速度慢、挤出力低、传热慢。鉴于麻省理工的科研人员对这三个变量限制的理解,他们开始针对性的改善系统的性能。通过特殊的螺旋机构取代了FDM打印头所使用的标准“搓纸轮”式的送料机构。

这种新的螺旋机构不仅增加对长丝的抓握力,并允许打印头以更高的速度将长丝送入。另一方面,激光器用于在3D打印塑料长丝在通过喷嘴之前对其进行加热和熔化。激光确保了塑料长丝比使用标准FDM打印头的传导加热能被更快速和彻底地熔化。

新型3D打印机的另一个提高速度的特点是其新的龙门式设计。一个H形框架由两个电机供电,并连接到一个夹持了打印头的运动台上。该系统的运动速度足以跟上打印头流速的增加速度。
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为了证明新型3D打印机的强大功能,麻省理工学院的研究人员打印了几个复杂的零件,每个零件的打印工作只用了5到10分钟。这些零件包括微型椅子、麻省理工学院10号楼的简化模型、眼镜架、螺旋杯和螺旋锥齿轮。

不幸的是,这台机器还不够完美。研究人员试图以更高的速度进行3D打印时,发现打印层受到如此高的力度和温度的作用,有时当前层尚未冷却并硬化就遇到了新一层的涂布。这意味着研究人员不得不想办法来主动冷却打印过的部分,这是他们随着时间的推移对打印机的稳定性进行细化所遇到的一个挑战。挑战归挑战,麻省理工学院的团队的野心可不小,他们还计划尝试使用高强度聚合物和复合材料进行3D打印,并试图挑战大规模的3D打印。

来源:3D科学谷
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麻省理工学院来演示演示,看看有没有飞起来
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