用于合金、彈性體和樹脂的多材料3D打印機(jī)已推出

2017-07-03

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(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，允許使用低熔點合金、可3D打印彈性體和樹脂進(jìn)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(jī)的便宜替代品，例如Stratasys Connex系列。科學(xué)家們說，具有高價格標(biāo)簽的3D打印機(jī)不鼓勵用新材料（如焊料合金和陶瓷）進(jìn)行實驗。

定制的3D打印機(jī)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(jī)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(jī)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(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。

倫敦帝國學(xué)院開發(fā)的3D打印機(jī)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(jī)能夠應(yīng)對更不規(guī)則的幾何形狀的能力。此外，需要進(jìn)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。