用于合金、彈性體和樹脂的多材料3D打印機已推出

2017-07-03

由倫敦帝國學院的Paul Curtis教授和英國國防科學技術實驗室領導了一項研究，開發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。

該系統被設計為針對商業應用的多材料3D打印機的便宜替代品，例如Stratasys Connex系列。科學家們說，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，并重復隨后的層以在芯周圍形成密封。

多重3D打印的另一個挑戰是能夠同時控制多個打印頭的路徑。為了實現這一點，研究人員開發了一個名為LabVIEW的專門程序，可以在6種不同的狀態下實現3D打印機功能。

在這些狀態之一中，用戶可以通過使用三個預定義的結構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，并將文件發送到打印機進行打印。

倫敦帝國學院開發的3D打印機和軟件系統展現出未來發展的潛力。

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建，并且可以探索替代復合材料設計來檢查打印機能夠應對更不規則的幾何形狀的能力。此外，需要進一步開發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組件。

據悉，該研究論文由Irfan Raza、Lorenzo Iannucci和Paul T. Curtis共同撰寫。