Лазер ускорил 3D-печать в несколько раз
Разработана новая печатающая головка для 3D-принтера, которая позволяет ускорить процесс печати в несколько раз. Инженеры добились этого за счет винтовой подачи филаментной нити, а также ее лазерного подплавления, сообщается в работе, опубликованнойв журнале Additive Manufacturing.
Крупные компании сегодня используют 3D-печать для создания деталей, которые из-за их формы сложно изготовить обычными методами. Но чаще 3D-принтеры применяются для быстрого прототипирования будущих разработок. И хотя 3D-печать по скорости опережает традиционные методы создания прототипов, например с помощью отливок, даже у 3D-принтеров на это все равно уходит от нескольких часов до нескольких дней.
Инженеры под руководством Джона Харта (John Hart) из Массачусетского технологического института модифицировали конструкцию печатающей головки принтера и за счет этого добились ускорения печати в несколько раз. Разработанный инженерами принтер использует метод послойного наплавления (FDM), при котором печатающая головка перемещается в трех направлениях в области печати и, расплавляя материал, послойно создает изделие. Во многих коммерческих FDM-принтерах используется пара подающих колес, которые толкают пластиковую нить (филамент) к концу печатающей головки, где она расплавляется. Этот механизм имеет недостаток: при увеличении скорости подачи колесо может потерять сцепление с филаментом.
Строение печатающей головки
Jamison Go, A. John Hart / Additive Manufacturing, 2017
Инженеры решили заменить эту конструкцию на винтовой механизм, который позволяет значительно увеличить силу и скорость подачи нити. Помимо этого они дополнили обычный электрический нагреватель лазерным. Лазерный луч под углом попадает в кварцевую камеру с проходящим через нее филаментом и многократно отражается от стенок. За счет этого филамент попадает в основной нагреватель с уже высокой температурой и скорость плавления в целом значительно увеличивается.
Благодаря этим изменениям инженеры достигли скорости печати 127 кубических сантиметров в час. Для сравнения, у других коммерческих 3D-принтеров такого типа и аналогичного разрешения скорость составляет около 20 кубических сантиметров в час. Разработчики продемонстрировали скорость печати нового принтера, создав с его помощью закрученную призму размером несколько сантиметров за шесть минут. Инженеры считают, что уменьшение времени печати с часов до минут значительно упростит прототипирование.
Недавно американские исследователи значительно ускорили 3D-печать металлом. Они создали «динамический трафарет», который позволяет лазерному лучу не скользить по слою материала, а спекать весь слой одновременно.