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用于合金、彈性體和樹脂的多材料3D打印機已推出

由倫敦帝國學(xué)院的Paul Curtis教授和英國國防科學(xué)技術(shù)實驗室領(lǐng)導(dǎo)了一項研究,開發(fā)一種配置為多材料的 3D打印機 。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打印機能夠打印多達三種不同的材料,允許使用低熔點合金、可3D打印彈性體和樹脂進行開放實驗。

該系統(tǒng)被設(shè)計為針對商業(yè)應(yīng)用的多材料3D打印機的便宜替代品,例如Stratasys Connex系列??茖W(xué)家們說,具有高價格標簽的3D打印機不鼓勵用新材料(如焊料合金和陶瓷)進行實驗。

 

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

通過制造局部共振超材料(LRM)來實現(xiàn)這種定制3D打印機的功能,研究其減少不必要的噪聲和振動的能力。由研究人員設(shè)計的LRM采用包含三個金屬芯的矩形單元的形狀。

 

LRM的外殼由Permabond UV625樹脂制成。一旦通過連續(xù)噴嘴沉積,樹脂在UV光下固化成堅固、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脂。然后通過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打印的另一個挑戰(zhàn)是能夠同時控制多個打印頭的路徑。為了實現(xiàn)這一點,研究人員開發(fā)了一個名為LabVIEW的專門程序,可以在6種不同的狀態(tài)下實現(xiàn)3D打印機功能。

在這些狀態(tài)之一中,用戶可以通過使用三個預(yù)定義的結(jié)構(gòu)來測試新材料以了解它如何在打印床上沉積,如單行、圓和圓柱。在另一個狀態(tài)下,LabVIEW使用戶能夠為上傳的.stl文件生成3D打印坐標。然后可以更改這些坐標,并將文件發(fā)送到打印機進行打印。

倫敦帝國學(xué)院開發(fā)的3D打印機和軟件系統(tǒng)展現(xiàn)出未來發(fā)展的潛力。

在未來的工作中,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)計來檢查打印機能夠應(yīng)對更不規(guī)則的幾何形狀的能力。此外,需要進一步開發(fā)幾何處理方法以允許用戶上傳單個.stl文件,以及使用程序識別多材料對象中的不同材質(zhì)組件。

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

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