MIT pracuje nad super-szybką drukarką FFF

MIT pracuje nad super-szybką drukarką FFF

Naukowcy z MIT opracowali prototyp drukarki FFF osiągającej prędkość ekstruzji 14-krotnie większą niż standardowe drukarki 3D.

Druk 3D, jako metoda wytwarzania obiektów, jest niesamowicie szybki i wolny zarazem. Szybki, ponieważ umożliwia przekształcenie projektu w namacalny przedmiot bez konieczności zaplanowania procesu produkcji, stworzenia formy do wytłaczarki, nie wspominając o znalezieniu usługodawcy chętnego, by zająć się detalicznym zamówieniem i dopasowaniu się do jego grafiku. Wolny, gdyż czas od uruchomienia drukarki do zdjęcia gotowego wydruku będzie sięgał godzin, czy dni.

Naukowcy z MIT pochylają się więc nad technologią FFF szukając możliwości jej usprawnienia i przyspieszenia. W tym celu A. John Hart, profesor inżynierii mechanicznej i dyrektor Laboratory for Manufacturing and Productivity oraz Mechanosynthesis Group na MIT, we współpracy z doktorantem Adamem Stevensem oraz Jamisonem Go, inżynierem mechanikiem w Desktop Metal, przyjrzał się kilku dostępnym na rynku drukarkom FFF, ich konstrukcji i mechanizmowi działania. Wspólnie wywnioskowali, że szybkość drukarek ograniczana jest przez trzy czynniki: siła, z jaką głowica jest w stanie przepychać materiał przez dyszę, czas potrzebny do stopienia materiału oraz szybkość, z jaką drukarka jest w stanie poruszać głowicą.

Na podstawie tych obserwacji postanowili stworzyć prototyp urządzenia, które minimalizowałoby powyższe ograniczenia. Wśród unikalnych rozwiązań znalazły się:

  • nagwintowany filament, który wchodzi do głowicy między dwoma wałkami zapobiegającymi jego skręcaniu, następnie przechodzi przez środek nakrętki obracanej przez silniczek;
  • wykorzystanie lasera – wpychany przez nakrętkę filament trafia do kwarcowej komory otoczonej złotą folią, gdzie wpadające przez otwór, odbijające się od folii światło lasera wstępnie nagrzewa materiał, zanim trafi do bloku grzewczego, w którym ostatecznie osiągnie temperaturę wyższą niż temperatura topnienia.

Powyższy system zapewniający dużo szybsze podawanie filamentu dzięki nakrętce i sprawniejsze topienie materiału z wykorzystaniem nagrzania go z pomocą lasera wymagał zastosowania konstrukcji napędu osi XY typu H-bot umożliwiającej szybkie ruchy głowicy.

Dla przetestowania prototypu wydrukowano na nim graniastosłup trójkątny o wysokości 2 cm i porównano czas druku z dostępnymi na rynku drukarkami FFF przy podobnej rozdzielczości wydruku. Prototyp pozwalał na osiągnięcie nawet 10-krotnie krótszego czasu druku niż desktopowe drukarki, zaś w porównaniu z urządzeniem z półki przemysłowej, wartym 100 000 USD, wypadł 3-krotnie lepiej. Wydruki testowe pochodzące z prototypu nie odbiegały wytrzymałością i solidnością od normy.

Naukowcom trudno oszacować koszt ostatecznego urządzenia. Złożenie prototypu kosztowało 15 000 USD, z czego dwie trzecie kosztów zostały pochłonięte przez laser i silniki, nie wydaje się więc prawdopodobne, by system ten miał wyprzeć desktopowe urządzenia, może jednak stanowić konkurencję dla przemysłowych drukarek FFF.

Źródło: news.mit.edu

KOMENTARZE

Przetwarzamy dane osobowe użytkowników witryny, zobacz szczegóły...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close