CNC3D-printer.com

CNC3D-printer.com


Статьи 3Dprinter Поиск МагазинРегистрация


Инженеры MIT разрабатывают FDM 3D-принтер, печатающий в десять раз быстрее чем коммерческие аналоги




Инженеры из Massachusetts Institute of Technology (MIT) разработали лазерный FDM 3D-принтер, который может печатать приблизительно в 10 раз быстрее, чем обычные настольные 3D-принтеры. Инновация данного принтера заключается в новой необычной печатающей головки 3D-принтера использующий лазер и новый винтовой механизм.

Лазеры используются во многих технологиях 3D-печати. Стереолитография (SLA), селективное лазерное плавление (SLM) и селективное лазерное спекание (SLS) используют лазер, который превращает расходный материал в трехмерные печатные объекты.

Наиболее распространенный тип настольных 3D-принтеров, это принтеры, работающие по методу послойного наплавления (FDM) – не использует лазер, а вместо этого используется нагревательный элемент печатающей головки для расплавления филамента.

быстрый 3D-принтер

Но может ли лазер улучшить ваш обычный FDM 3D-принтер? Исследователи MIT Джемисон Гоу и Анастасиос Джон Харт не так давно разработали настольный 3D-принтер, который, как сообщается, в 10 раз быстрее, чем большинство коммерческих 3D-принтеров. И секрет этой скорости, по словам исследователей, – используемый лазер и печатающая головка с винтовым механизмом.

Эти два нововведения не являются общими чертами печатающих FDM головок. Винтовой механизм подает филамент через сопло с большой скоростью, в то время как лазер быстро нагревает и расплавляет материал.

быстрый 3D-принтер

Харт считает, что этот новый тип печатающих головок может сделать FDM 3D-печать более жизнеспособной технологией производства, в отличие от инструмента для прототипирования. Легко понять, почему: одночасовая работа на печать может быть сокращена до пяти или десяти минут, что означает, что квалифицированные рабочие, например, специалисты по ремонту, могут использовать такой 3D-принтер для работы, быстро распечатав новую запасную деталь после диагностики проблемы.

По словам разработчиков новый 3D-принтер не создавался для какой-либо конкретной конечной задачи; скорее, его разработка была попыткой преодолеть три проблемы, связанные с FDM 3D-печатью: медленная скорость печатающей головки, низкая сила экструзии и медленная передача тепла.

быстрый 3D-принтер

Протягивающий механизм основан на винтовой передаче. Роль винта выполняет специально подготовленный филамент с резьбой. Такое решение обеспечивает повышенное сцепление, в сравнении с привычными зубчатыми механизмами и гладкими филаментами, и позволяет печатающей головке подавать филамент на гораздо более высоких скоростях. Лазер служит для нагрева и расплавления филамента перед его прохождением через сопло. Это гарантирует, что филамент быстрее и полностью расплавится, чем это было бы возможно, используя стандартные FDM печатающие головки. Лазер работает в проблесковом режиме, а частота пульсов позволяет поддерживать требуемую температуру.

Еще одна возможность увеличения скорости нового 3D-принтера – это новый портальный дизайн. H-образная рама питается от двух двигателей и подключена к ступенчатому механизму, удерживающей печатающую головку, которая запрограммирована так, чтобы она могла быстро перемещаться и следить за быстрой подачей филамента.

При использовании сопла диаметром в один миллиметр разработчикам удалось добиться скорости подачи в 282 см³/ч. Чем меньше диаметр отверстия, тем большее усилие приходится прилагать, а потому скорость продавливания снижается.

быстрый 3D-принтер

Тем не менее, производительность настолько велика, что разработчики до сих пор пытаются разработать систему эффективного обдува, чтобы создаваемые модели не растекались под весом свежеуложенных слоев. Отчасти эту проблему планируется решить за счет оптимизированных алгоритмов позиционирования печатающей головки.

Исследование «Fast Desktop-Scale Extrusion Additive Manufacturing» было опубликовано в журнале «Additive Manufacturing».

 


Вы можете стать первым