Высокоскоростные 3D-принтеры: от неотложной медицины до автозапчастей
Инженеры Массачусетского Технологического Института (MIT) усовершенствовали настольный 3D-принтер, который благодаря новой технологии печатает в 10 раз быстрее, чем промышленные аналоги.
К примеру, если нынешним принтерам для изготовления нескольких кирпичиков размером с деталь детского конструктора Lego требуется около часа, то новинка справляется с этой задачей всего за несколько минут.
На первом этапе работы были выявлены основные причины, ограничивающие скорость работы типовых 3D-принтеров. Как выяснилось, на это влияют быстрота перемещения печатающего механизма, разогрева материала до жидкого состояния и сила выхода «чернил».
В большинстве 3D-принтеров пластик подается через сопло через прижимный ролик – то есть два небольших колеса внутри раздаточной головки вращаются и выталкивают из сопла термопластик, что замедляет весь процесс.
Этот ролик решено было заменить на винтовой механизм. Принтерная заправка, например, пластик, по мере вращения винта подается через сопло на основу-платформу намного быстрее.
Кроме того, на винт по направлению его вращения воздействует лазер, ускоривший нагрев и плавку пластика. В обычных 3D-принтерах рабочий материал плавится за счет нагрева стенок сопла, что также влияет на скорость.
Лазер и винтовой механизм упаковали в компактную раздаточную головку размером с компьютерную мышь и закрепили ее на более скоростном шасси. Однако изобретатели столкнулись с небольшой сложностью в своей конструкции: один слой расплавленного пластика не успевает высыхать до выхода следующего. А это, в свою очередь, может привести к формовым искажениям заданного к печати объекта.
Тем не менее, инженеры при помощи математических расчетов пытаются оптимизировать функционирование печатающей головки и рассматривают новые исходные материалы, например, высокопрочные полимеры, композиты.
По мнению новаторов, высокоскоростные 3D-принтеры могут найти применение в неотложной медицине в отдаленных населенных пунктах. А еще такой принтер может стать подручным средством для водителей при необходимости срочного ремонта автомобиля.
