Трехмерный FastFFF способен работать в 10 раз быстрее, чем другие принтеры

FastFFF — трехмерный принтер, который печатает в 10 раз быстрее, чем другие принтеры

Технологии аддитивного производства (трехмерной печати) как нельзя лучше подходят для создания прототипов различных устройств, деталей и узлов. Однако их основным недостатком является малая скорость печати, для того, чтобы напечатать что-либо, размером с обычный кирпич, может потребоваться несколько десятков часов времени. Однако, исследователи из лаборатории Laboratory for Manufacturing And Productivity Массачусетского технологического института нашли подходящее решение, созданный ими трехмерный принтер FastFFF может печатать со скоростью, в 10 раз превышающей скорость печати самых лучших коммерческих принтеров.

Отметим, что данная работа проводилась исследователями из Массачусетса по заказу от компании Lockheed Martin. Ускорение работы нового принтера FastFFF (fused filament fabrication) было получено за счет использования нескольких инновационных решений. Первым таким решением стало использование новой системы, позволяющей двигать печатающей головкой с большей скоростью, сохранив, при этом, точность перемещений.

Вторым решением стало использование новой системы подачи материала для печати. В традиционных принтерах используется два маленьких колеса, продвигающих полимерную нить к носику печатающей головки. В новой же системе использован вращающийся винтовой механизм, позволяющий развить в 10 раз большее усилие при подаче полимерной нити.

И третьей инновацией стало встраивание достаточно мощного лазера в печатающую головку, что позволяет нагревать и плавить полимер, подаваемый с более высокой скоростью, что, в свою очередь, позволяет полимеру гораздо быстрей вытекать из носика печатающей головки. Новая печатающая головка имеет размер, сопоставимый с размером компьютерной мыши, а ее стремительное движение обеспечивают двойные серводвигатели.

Опытный образец принтера FastFFF может печатать со скоростью 127 кубических сантиметров материала в час, в то время, как обычные принтеры печатают со скоростью не более 20 кубических сантиметров в час. А при максимальной скорости печати, что сопровождается потерей точности, принтер FastFFF печатает со скоростью 282 кубических сантиметра в час.

FastFFF — трехмерный принтер, который печатает в 10 раз быстрее, чем другие принтеры (ВИДЕО)

Технологии аддитивного производства (трехмерной печати) как нельзя лучше подходят для создания прототипов различных устройств, деталей и узлов. Однако их основным недостатком является малая скорость печати, для того, чтобы напечатать что-либо, размером с обычный кирпич, может потребоваться несколько десятков часов времени. Однако, исследователи из лаборатории Laboratory for Manufacturing And Productivity Массачусетского технологического института нашли подходящее решение, созданный ими трехмерный принтер FastFFF может печатать со скоростью, в 10 раз превышающей скорость печати самых лучших коммерческих принтеров.

Отметим, что данная работа проводилась исследователями из Массачусетса по заказу от компании Lockheed Martin. Ускорение работы нового принтера FastFFF (fused filament fabrication) было получено за счет использования нескольких инновационных решений. Первым таким решением стало использование новой системы, позволяющей двигать печатающей головкой с большей скоростью, сохранив, при этом, точность перемещений.

Вторым решением стало использование новой системы подачи материала для печати. В традиционных принтерах используется два маленьких колеса, продвигающих полимерную нить к носику печатающей головки. В новой же системе использован вращающийся винтовой механизм, позволяющий развить в 10 раз большее усилие при подаче полимерной нити.

И третьей инновацией стало встраивание достаточно мощного лазера в печатающую головку, что позволяет нагревать и плавить полимер, подаваемый с более высокой скоростью, что, в свою очередь, позволяет полимеру гораздо быстрей вытекать из носика печатающей головки. Новая печатающая головка имеет размер, сопоставимый с размером компьютерной мыши, а ее стремительное движение обеспечивают двойные серводвигатели.

Опытный образец принтера FastFFF может печатать со скоростью 127 кубических сантиметров материала в час, в то время, как обычные принтеры печатают со скоростью не более 20 кубических сантиметров в час. А при максимальной скорости печати, что сопровождается потерей точности, принтер FastFFF печатает со скоростью 282 кубических сантиметра в час.

Создан трехмерный принтер, который печатает в 10 раз быстрее, чем другие принтеры

Технологии аддитивного производства (трехмерной печати) как нельзя лучше подходят для создания прототипов различных устройств, деталей и узлов. Однако их основным недостатком является малая скорость печати, для того, чтобы напечатать что-либо, размером с обычный кирпич, может потребоваться несколько десятков часов времени. Однако, исследователи из лаборатории Laboratory for Manufacturing And Productivity Массачусетского технологического института нашли подходящее решение, созданный ими трехмерный принтер FastFFF может печатать со скоростью, в 10 раз превышающей скорость печати самых лучших коммерческих принтеров.

Отметим, что данная работа проводилась исследователями из Массачусетса по заказу от компании Lockheed Martin. Ускорение работы нового принтера FastFFF (fused filament fabrication) было получено за счет использования нескольких инновационных решений. Первым таким решением стало использование новой системы, позволяющей двигать печатающей головкой с большей скоростью, сохранив, при этом, точность перемещений.

Вторым решением стало использование новой системы подачи материала для печати. В традиционных принтерах используется два маленьких колеса, продвигающих полимерную нить к носику печатающей головки. В новой же системе использован вращающийся винтовой механизм, позволяющий развить в 10 раз большее усилие при подаче полимерной нити.

И третьей инновацией стало встраивание достаточно мощного лазера в печатающую головку, что позволяет нагревать и плавить полимер, подаваемый с более высокой скоростью, что, в свою очередь, позволяет полимеру гораздо быстрей вытекать из носика печатающей головки. Новая печатающая головка имеет размер, сопоставимый с размером компьютерной мыши, а ее стремительное движение обеспечивают двойные серводвигатели.

Опытный образец принтера FastFFF может печатать со скоростью 127 кубических сантиметров материала в час, в то время, как обычные принтеры печатают со скоростью не более 20 кубических сантиметров в час. А при максимальной скорости печати, что сопровождается потерей точности, принтер FastFFF печатает со скоростью 282 кубических сантиметра в час.

Напомним, в прошлом месяце поступила информация о том, что детаь, напечатанная в 3D-принтере, впервые была установлена в атомном реакторе

Трехмерный FastFFF способен работать в 10 раз быстрее, чем другие принтеры

FastFFF — трехмерный принтер, который печатает в 10 раз быстрее, чем другие принтеры

Технологии аддитивного производства (трехмерной печати) как нельзя лучше подходят для создания прототипов различных устройств, деталей и узлов. Однако их основным недостатком является малая скорость печати, для того, чтобы напечатать что-либо, размером с обычный кирпич, может потребоваться несколько десятков часов времени. Однако, исследователи из лаборатории Laboratory for Manufacturing And Productivity Массачусетского технологического института нашли подходящее решение, созданный ими трехмерный принтер FastFFF может печатать со скоростью, в 10 раз превышающей скорость печати самых лучших коммерческих принтеров.

Отметим, что данная работа проводилась исследователями из Массачусетса по заказу от компании Lockheed Martin. Ускорение работы нового принтера FastFFF (fused filament fabrication) было получено за счет использования нескольких инновационных решений. Первым таким решением стало использование новой системы, позволяющей двигать печатающей головкой с большей скоростью, сохранив, при этом, точность перемещений.

Вторым решением стало использование новой системы подачи материала для печати. В традиционных принтерах используется два маленьких колеса, продвигающих полимерную нить к носику печатающей головки. В новой же системе использован вращающийся винтовой механизм, позволяющий развить в 10 раз большее усилие при подаче полимерной нити.

И третьей инновацией стало встраивание достаточно мощного лазера в печатающую головку, что позволяет нагревать и плавить полимер, подаваемый с более высокой скоростью, что, в свою очередь, позволяет полимеру гораздо быстрей вытекать из носика печатающей головки. Новая печатающая головка имеет размер, сопоставимый с размером компьютерной мыши, а ее стремительное движение обеспечивают двойные серводвигатели.

Опытный образец принтера FastFFF может печатать со скоростью 127 кубических сантиметров материала в час, в то время, как обычные принтеры печатают со скоростью не более 20 кубических сантиметров в час. А при максимальной скорости печати, что сопровождается потерей точности, принтер FastFFF печатает со скоростью 282 кубических сантиметра в час.

Новый 3D-принтер печатает в 10 раз быстрее, чем существующие модели


Слева: внешний вид принтера FastFFF с размером рабочей области 185×125×200 мм, виден опорный каркас H-формы, оптоволоконные кабели для подключения печатной головки и управляющая электроника. Справа: фотографии, сделанные во время печати спиральной чашки из АБС-пластика в момент начала печати, через 120 секунд и 360 секунд

Инженеры Массачусетского технологического института (МТИ) разработали новую конструкцию печатающей головки для 3D-печати методом FDM/FFF, то есть моделирования методом послойного наплавления. Вместо традиционного колёсика они применили «винтовой» метод подачи текстурированной нити. Это увеличило контактную площадь с нитью, за счёт чего кардинально увеличилась скорость нагрева, сила экструзии и скорость печати.

FDM/FFF — самый распространённый метод печати, который используется в недорогих настольных 3D-принтерах. Десятикратное ускорение печати позволяет печатать небольшие детали из пластика не за час, а за несколько минут (см. иллюстрацию вверху). Собранный прототип показал скорость 127 см³/ч, что примерно в 7 раз быстрее, чем коммерчески доступные принтеры FDM. Максимальная скорость экструзии (282 см³/ч) примерно в 14 раз больше, чем у них. У современных обычных 3D-принтеров скорость обычно не превышает 20 см³/ч, это реально медленно.

Существующая технология 3D-печати методом FDM/FFF имеет ряд встроенных ограничений на максимальную скорость печати — это ограничения по скорости перемещения печатной головки на опорном каркасе, силе экструзии и длине камеры разжижителя. Инженеры МТИ сумели преодолеть эти ограничения с помощью экструдера особой конструкции, разжижителя нити с лазерным нагревом и опорного каркаса формы H с двумя сервомоторами. Это позволило повысить силу экструзии, скорость нагрева нити и скорость перемещения печатающей головки, соответственно.


Зависимость скорости печати методом послойного наплавления от разрешения печати в различных моделях принтеров, с ограничениями по скорости перемещения печатной головки на опорном каркасе, силе экструзии и длине камеры разжижителя. Общая площадь под всеми тремя ограничительными кривыми соответствует теоретически возможной скорости системы. Значками показана производительность четырёх коммерчески доступных 3D-принтеров. Справа показано проникновение температуры по теплопроводному материалу, который на высоких скоростях подачи не успевает нагреваться

Механизмы экструзии и нагрева помещены в компактную печатающую головку, которая принимает текстурированные пластиковые нити и быстро их нагревает материал перед печатью.


Слева: фотография печатной головки с податчиком и лазерным нагревателем выработочной части (hot end). Справа: модель выработочной части в разрезе. Здесь показано, как лазер взаимодействует с нитью, проходя через кварцевую камеру, покрытую изнутри отражающей золотой фольгой. После камеры лазерного нагрева нить попадает в камеру контактного нагрева

Скорость печати зависит от скорости перемещения печатающей головки, а она, в свою очередь, зависит от разрешения печати. Таким образом, максимальная скорость и максимальное разрешение недостижимы одновременно, так что придётся искать приемлемый компромисс, жертвуя одной из этих двух характеристик.

Разработчики FastFFF считают, что высокоскоростная 3D-печать открывает возможности для новых способов использования этой технологии и для новых бизнес-моделей, когда компактные детали изготавливаются за пару минут, а не за час. Кардинальное ускорение даёт основания полагать, что расширится сфера использования 3D-печати. «Если я могу прототипировать деталь, может быть кронштейн или шестерню, за пять-десять минут, а не за час, или за бóльшую часть обеденного перерыва вместо следующего дня, то я могу быстрее разрабатывать, создавать и тестировать продукты, — говорит Анастасий Джон Харт (Anastasios John Hart), адъюнкт-профессор и директор лаборатории по производству и производительности группы механосинтеза МТИ (Laboratory for Manufacturing and Productivity and the Mechanosynthesis Group). — Если я ремонтник и перевожу быстрый 3D-принтер в автомобиле, то могу печатать по заказу детали для ремонта, как только выясню причину поломки. Не нужно идти на склад и искать эту деталь». Профессор упомянул возможности применения скоростной 3D-печати в неотложной скорой помощи и в районах, удалённых от цивилизации.

Есть ещё вариант приспособить описанную технологию к печати термопластиком на высоких температурах и композитными материалами, требующими больших сил экструзии.

Возможности нового 3D-принтера инженеры продемонстрировали, напечатав детали разной формы (на фото внизу). Печать каждой из них заняла несколько минут.

Новый 3D-принтер печатает в 10 раз быстрее, чем существующие модели 03.12.2017 16:36


Слева: внешний вид принтера FastFFF с размером рабочей области 185×125×200 мм, виден опорный каркас H-формы, оптоволоконные кабели для подключения печатной головки и управляющая электроника. Справа: фотографии, сделанные во время печати спиральной чашки из АБС-пластика в момент начала печати, через 120 секунд и 360 секунд

Инженеры Массачусетского технологического института (МТИ) разработали новую конструкцию печатающей головки для 3D-печати методом FDM/FFF, то есть моделирования методом послойного наплавления. Вместо традиционного колёсика они применили «винтовой» метод подачи текстурированной нити. Это увеличило контактную площадь с нитью, за счёт чего кардинально увеличилась скорость нагрева, сила экструзии и скорость печати.

FDM/FFF — самый распространённый метод печати, который используется в недорогих настольных 3D-принтерах. Десятикратное ускорение печати позволяет печатать небольшие детали из пластика не за час, а за несколько минут (см. иллюстрацию вверху). Собранный прототип показал скорость 127 см³/ч, что примерно в 7 раз быстрее, чем коммерчески доступные принтеры FDM. Максимальная скорость экструзии (282 см³/ч) примерно в 14 раз больше, чем у них. У современных обычных 3D-принтеров скорость обычно не превышает 20 см³/ч, это реально медленно.
Существующая технология 3D-печати методом FDM/FFF имеет ряд встроенных ограничений на максимальную скорость печати — это ограничения по скорости перемещения печатной головки на опорном каркасе, силе экструзии и длине камеры разжижителя. Инженеры МТИ сумели преодолеть эти ограничения с помощью экструдера особой конструкции, разжижителя нити с лазерным нагревом и опорного каркаса формы H с двумя сервомоторами. Это позволило повысить силу экструзии, скорость нагрева нити и скорость перемещения печатающей головки, соответственно.


Зависимость скорости печати методом послойного наплавления от разрешения печати в различных моделях принтеров, с ограничениями по скорости перемещения печатной головки на опорном каркасе, силе экструзии и длине камеры разжижителя. Общая площадь под всеми тремя ограничительными кривыми соответствует теоретически возможной скорости системы. Значками показана производительность четырёх коммерчески доступных 3D-принтеров. Справа показано проникновение температуры по теплопроводному материалу, который на высоких скоростях подачи не успевает нагреваться

Механизмы экструзии и нагрева помещены в компактную печатающую головку, которая принимает текстурированные пластиковые нити и быстро их нагревает материал перед печатью.


Слева: фотография печатной головки с податчиком и лазерным нагревателем выработочной части (hot end). Справа: модель выработочной части в разрезе. Здесь показано, как лазер взаимодействует с нитью, проходя через кварцевую камеру, покрытую изнутри отражающей золотой фольгой. После камеры лазерного нагрева нить попадает в камеру контактного нагрева

Скорость печати зависит от скорости перемещения печатающей головки, а она, в свою очередь, зависит от разрешения печати. Таким образом, максимальная скорость и максимальное разрешение недостижимы одновременно, так что придётся искать приемлемый компромисс, жертвуя одной из этих двух характеристик.

Разработчики FastFFF считают, что высокоскоростная 3D-печать открывает возможности для новых способов использования этой технологии и для новых бизнес-моделей, когда компактные детали изготавливаются за пару минут, а не за час. Кардинальное ускорение даёт основания полагать, что расширится сфера использования 3D-печати. «Если я могу прототипировать деталь, может быть кронштейн или шестерню, за пять-десять минут, а не за час, или за бóльшую часть обеденного перерыва вместо следующего дня, то я могу быстрее разрабатывать, создавать и тестировать продукты, — говорит Анастасий Джон Харт (Anastasios John Hart), адъюнкт-профессор и директор лаборатории по производству и производительности группы механосинтеза МТИ (Laboratory for Manufacturing and Productivity and the Mechanosynthesis Group). — Если я ремонтник и перевожу быстрый 3D-принтер в автомобиле, то могу печатать по заказу детали для ремонта, как только выясню причину поломки. Не нужно идти на склад и искать эту деталь». Профессор упомянул возможности применения скоростной 3D-печати в неотложной скорой помощи и в районах, удалённых от цивилизации.

Есть ещё вариант приспособить описанную технологию к печати термопластиком на высоких температурах и композитными материалами, требующими больших сил экструзии.

Возможности нового 3D-принтера инженеры продемонстрировали, напечатав детали разной формы (на фото внизу). Печать каждой из них заняла несколько минут.

Самый быстрый высокоточный 3-D принтер

Трехмерные принтеры, работающие в диапазоне миллиметров и более, все чаще используются в процессах промышленного производства. Однако многие приложения требуют точной печати на микрометрической шкале с гораздо более высокой скоростью.

Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) в настоящее время разработали систему для печати высокоточных объектов сантиметрового размера с субмикронными деталями с непревзойденной скоростью. Эта система представлена ​​в специальном выпуске Advanced Functional Materials.

Точность трехмерных принтеров

Чтобы продемонстрировать не только скорость, но и надежность их установки, исследователи напечатали решетчатую структуру размером 60 кубических миллиметров с деталями вплоть до микрометровой шкалы. Он содержит более 300 миллиардов вокселей (воксель является трехмерным аналогом элемента двумерного изображения, пикселя). «Мы значительно превзошли рекорд, достигнутый крыльями самолетов с трехмерной печатью. Это новый мировой рекорд», — говорит профессор Мартин Вегенер, пресс-секретарь Кластера передового опыта «3-D Matter Made To Order» (3DMM2O), в рамках которого была разработана система.

Для этого типа 3-D печати лазерный луч проходит через жидкостные фоторезисты управляемые компьютером. Материал, находящийся только в фокусе лазера, подвергается воздействию и укрепляется. «Фокусные точки соответствуют соплам струйного принтера, единственное отличие состоит в том, что они работают в трехмерном пространстве», — говорит первый автор публикации Винсент Хан. Таким образом, могут быть изготовлены высокоточные филигранные структуры для различных применений, таких как оптика и фотоника, материаловедение, биоинженерия или техника безопасности.

Как правило, несколько сотен тысяч вокселей в секунду производятся с помощью одного лазерного светового пятна. Это означает, что он был почти в сто раз медленнее, чем графические струйные принтеры, что до сих пор мешало многим приложениям. Ученые из KIT и Квинслендского технологического университета (QUT) в Брисбене в настоящее время разработали новую систему в рамках кластера совершенства 3DMM2O. Используя специальную оптику, лазерный луч делится на девять частичных лучей, каждый из которых фокусируется. Все девять частей пучка могут использоваться параллельно, и благодаря усовершенствованному электронному управлению они могут точно перемещаться намного быстрее, чем когда-либо.

Это и некоторые другие технические улучшения привели к тому, что исследователи достигли скорости 3-D печати около 10 миллионов вокселей в секунду, что соответствует скорости, достигнутой графическими 2-D струйными принтерами. KIT продолжит исследования и разработки в этой области. «В конце концов, 3-D принтеры будут использоваться не только для печати одной страницы, но и для больших объемов», — говорит Хан. Это также потребует прогресса в химии. Например, более чувствительные фоторезисты необходимые для генерации большего количества фокусных точек на одном и том же выходе лазера. опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Трехмерный FastFFF способен работать в 10 раз быстрее, чем другие принтеры

Автор : shepherd78 2020-02-06 12:43:45

Компания Ford придумала оригинальный способ противодействия воришкам, крадущим колеса: диски предлагается фиксировать специальными, напечатанными на 3D-принтерах биометрическими гайками, отворачивающимися только с помощью индивидуальных ключей. Сама по себе идея использования гаек, требующих специальных адаптеров, не нова, но на практике не так уж и эффективна. Для полной отдачи каждая гайка должна быть уникальной, и здесь инженеры Ford нашли весьма оригинальное решение: рисунок прорези формируется по образцам голосовой аудиозаписи владельца автомобиля. Хозяину предлагают сказать какую-нибудь короткую фразу, а получившаяся звуковая волна замыкается в круг и преобразуется в рисунок прорези.

Автор : shepherd78 2020-02-03 18:52:47

Немецкая компания BigRep выкатила очередной демонстратор технологий — прототип компактного городского электромобиля LOCI. Машина демонстрирует не столько достоинства экологичного транспорта, сколько возможности фирменных крупноформатных 3D-принтеров. Мы даже не знаем на ходу ли она, хотя ровно год назад берлинское предприятие демонстрировало вполне функциональный прототип электромотоцикла NERA. В обсуждении ходовых характеристик и эстетических свойств байка как-то затерялась главная идея: BigRep не занимается производством электрического транспорта или какого-либо вообще. Эта фирма конструирует и собирает крупноформатные аддитивные системы профессионального и промышленного класса, то есть все эти игры с самокатами и машинками — всего лишь реклама 3D-принтеров, приправленная наглядными демонстрациями возможностей.

Автор : shepherd78 2020-02-03 14:06:15

Немецкая компания Electro-Optical Systems (EOS GmbH), один из ведущих мировых поставщиков лазерных 3D-принтеров промышленного класса, а также разработчик технологий в области промышленной 3D печати металлами и полимерами представила на прошедшей выставке formnext во Франкфурте свою новую технологию Fine Detail Resolution (FDR), вариант технологии 3D-печати методом селективного лазерного спекания (SLS) с использованием лазеров на монооксиде углерода (СО-лазера).

Автор : shepherd78 2020-01-29 13:58:50

Чешская компания Fillamentum выпустила свой новый филамент для 3D-печати на основе полиолефинового термопластического эластомера (polyolefinic thermoplastic elastomer, TPE) — Flexfill TPE. Новый материал предлагается в двух вариантах: Flexfill TPE 90A и Flexfill TPE 96A, отличающихся твердостью — 90 и 96 по шкале Шора А.

Автор : shepherd78 2020-01-29 13:32:42

Есть на свете один дядька, который превратил 3D-печать гитар в целое искусство. Зовут его Олаф Дигель, а его новое произведение — разукрашенный электрический бас Beatlemania, вдохновленный легендарной «бас-скрипкой» Hofner 500/1 не менее легендарного Пола Маккартни. Олаф Дигель — настоящий ветеран аддитивной отрасли: инженер, дизайнер, профессор аддитивного производства на инженерной кафедре Оклендского университета и консультант Wohlers Associates, одной из ведущих исследовательских, аналитических и консалтинговых фирм на рынке аддитивных технологий. Есть у инженера-академика и старое хобби: он любит строить музыкальные инструменты, и не абы какие, а 3D-печатные.

Автор : shepherd78 2020-01-25 08:31:08

В 2017 году турецкий дистрибьютор 3D-принтеров Teknodizayn 3D разработал революционный 3D-принтер, с возможностью автоматически удалять напечатанные изделия под торговой маркой «Loop 3D». В этом 3D-принтере использовалась необычная рабочая платформа, оснащенная системой «штифтов», которые поднимались при завершении работы, выталкивая напечатанное изделие с платформы и освобождая ее для последующей работы, тем самым убирая ручной элемент при работе с 3D-принтерами и по сути превращая в устройство, которое может непрерывно печатать детали. Благодаря обратной связи с клиентами оказалось, что немногие хотели бы иметь дополнительные расходы, необходимые для внедрения непрерывной 3D-печати, предполагая, что они могут легко нанять людей для выполнения этой работы. Кроме того, отзывы свидетельствуют о том, что клиенты предпочитают просто покупать больше машин.

Автор : shepherd78 2020-01-24 09:15:17

Компания RCAM Technologies вошла в состав консорциума по исследованию и развитию офшорной ветроэнергетики, финансируемого Министерством энергетики США. Проект с участием RCAM Technologies рассматривает 3D-печать бетонных оснований для генерирующих установок. Сама идея 3D-печати бетонных фундаментов принадлежит Джейсону Котреллу — бывшему сотруднику Министерства энергетики, на протяжении двадцати двух лет занимавшегося исследовательскими работами в Национальной лаборатории возобновляемой энергетики США (NREL), а в 2017 году основавшего RCAM Technologies с целью продвижения собственных, запатентованных разработок.

Автор : shepherd78 2020-01-22 14:59:00

Не так давно человечество отмечали пятидесятилетие покорения Луны, а компания Gillette решила отметить это событие выпустив бритву Razor Maker Apollo со стилизованными ручками, изготовленными с помощью 3D-печати. Бритва ограниченной серии, доступна на веб-сайте Gillette, оснащена рукояткой с 3D-печатью, дизайн которой вдохновлен изогнутой поверхностью Луны.

Автор : shepherd78 2020-01-22 11:46:44

В 2018 году итальянский стартап X Electric Vehicle (XEV) совместно с китайской компанией Polymaker договорились о совместном производстве бюджетного городского электромобиля под названием LSEV, а старт производства машин был намечен на второй квартал 2019 года. Видимо, дела пошли не очень хорошо, так как им пришлось сменить название автомобиля на YOYO и выйти на краудфандинговую платформу Kickstarter. Компания намерена привлечь к 6 февраля 500 тыс. евро (

550 тыс. долларов) инвестиций, которые позволят начать производство своего электромобиля. Небольшие взносы вознаграждаются магнитами на холодильник, футболками и масштабными моделями.

Автор : shepherd78 2020-01-22 09:33:23

Ученые Мельбурнского королевского технологического института (RMIT) выяснили, что ультразвуковое воздействие во время 3D-печати методом прямого лазерного осаждения позволяет получать металлические изделия повышенной прочности и даже регулировать механические характеристики отдельных участков. Идея ультразвукового воздействия в какой-то мере позаимствована из порошковой металлургии: перед прессованием порошковые материалы нередко уплотняются с помощью ультразвуковых вибраций. Австралийская же команда провела эксперименты по ультразвуковому уплотнению прямо во время 3D-печати: идея заключается не в компактировании исходного порошка, а в изменении микроструктуры получаемых изделий.

Новый 3D-принтер печатает в 10 раз быстрее, чем существующие модели™


Слева: внешний вид принтера FastFFF с размером рабочей области 185×125×200 мм, виден опорный каркас™ H-формы, оптоволоконные кабели™ для подключения печатной головки и управляющая электроника. Справа™: фотографии, сделанные во время печати™ спиральной чашки из АБС-пластика в момент™ начала™ печати™, через 120 секунд™ и 360 секунд™

Инженеры Массачусетского технологического института (МТИ) разработали новую конструкцию печатающей головки для 3D-печати™ методом FDM/FFF, то есть моделирования методом послойного наплавления. Вместо™ традиционного колёсика они применили «винтовой» метод подачи™ текстурированной нити. Это увеличило контактную площадь с нитью, за счёт чего кардинально увеличилась скорость нагрева, сила экструзии и скорость печати™.

FDM/FFF — самый распространённый метод печати™, который используется в недорогих настольных 3D-принтерах. Десятикратное ускорение печати™ позволяет печатать небольшие детали™ из пластика не за час, а за несколько минут (см. иллюстрацию вверху™). Собранный прототип показал скорость 127 см³/ч, что примерно в 7 раз быстрее, чем коммерчески доступные принтеры FDM. Максимальная скорость экструзии (282 см³/ч) примерно в 14 раз больше™, чем у них. У современных обычных 3D-принтеров скорость обычно™ не превышает 20 см³/ч, это реально медленно.

Существующая технология 3D-печати™ методом FDM/FFF имеет ряд встроенных ограничений на максимальную скорость печати™ — это ограничения по скорости перемещения печатной головки на опорном каркасе, силе экструзии и длине камеры™ разжижителя. Инженеры МТИ сумели™ преодолеть эти ограничения с помощью экструдера особой™ конструкции, разжижителя нити с лазерным нагревом и опорного каркаса формы H с двумя сервомоторами. Это позволило повысить силу экструзии, скорость нагрева нити и скорость перемещения печатающей головки, соответственно.


Зависимость скорости печати™ методом послойного наплавления от разрешения печати™ в различных моделях принтеров, с ограничениями по скорости перемещения печатной головки на опорном каркасе, силе экструзии и длине камеры™ разжижителя. Общая площадь под всеми тремя ограничительными кривыми соответствует теоретически возможной скорости системы. Значками показана производительность четырёх коммерчески доступных 3D-принтеров. Справа™ показано проникновение температуры по теплопроводному материалу, который на высоких скоростях подачи™ не успевает нагреваться

Механизмы экструзии и нагрева помещены в компактную печатающую головку, которая принимает текстурированные пластиковые нити и быстро™ их нагревает материал перед печатью.


Слева: фотография печатной головки с податчиком и лазерным нагревателем выработочной части (hot end). Справа™: модель™ выработочной части в разрезе. Здесь показано, как лазер взаимодействует с нитью, проходя через кварцевую камеру™, покрытую изнутри отражающей золотой фольгой. После камеры™ лазерного нагрева нить попадает в камеру™ контактного нагрева

Скорость печати™ зависит от скорости перемещения печатающей головки, а она, в свою очередь, зависит от разрешения печати™. Таким образом, максимальная скорость и максимальное разрешение недостижимы одновременно, так что придётся искать™ приемлемый компромисс, жертвуя одной из этих двух характеристик.

Разработчики FastFFF считают, что высокоскоростная 3D-печать™ открывает возможности для новых способов использования этой технологии и для новых бизнес™-моделей, когда компактные детали™ изготавливаются за пару минут, а не за час. Кардинальное ускорение даёт основания полагать, что расширится сфера использования 3D-печати™. «Если я могу прототипировать деталь™, может быть кронштейн или шестерню, за пять-десять™ минут, а не за час, или за бóльшую часть обеденного перерыва вместо™ следующего дня, то я могу быстрее разрабатывать, создавать и тестировать продукты, — говорит Анастасий Джон Харт (Anastasios John Hart), адъюнкт-профессор и директор лаборатории по производству и производительности группы™ механосинтеза МТИ (Laboratory for Manufacturing and Productivity and the Mechanosynthesis Group). — Если я ремонтник и перевожу быстрый 3D-принтер в автомобиле, то могу печатать по заказу™ детали™ для ремонта, как только™ выясню™ причину поломки. Не нужно идти на склад и искать™ эту деталь™». Профессор упомянул возможности применения скоростной 3D-печати™ в неотложной скорой™ помощи™ и в районах, удалённых от цивилизации.

Есть ещё вариант приспособить описанную технологию к печати™ термопластиком на высоких температурах и композитными материалами, требующими больших сил экструзии.

Возможности нового™ 3D-принтера инженеры продемонстрировали, напечатав детали™ разной™ формы (на фото внизу). Печать™ каждой™ из них заняла™ несколько минут.

FastFFF — трехмерный принтер, который печатает в 10 раз быстрее, чем другие принтеры

Технологии аддитивного производства (трехмерной печати) как нельзя лучше подходят для создания прототипов различных устройств, деталей и узлов. Однако их основным недостатком является малая скорость печати, для того, чтобы напечатать что-либо, размером с обычный кирпич, может потребоваться несколько десятков часов времени. Однако, исследователи из лаборатории Laboratory for Manufacturing And Productivity Массачусетского технологического института нашли подходящее решение, созданный ими трехмерный принтер FastFFF может печатать со скоростью, в 10 раз превышающей скорость печати самых лучших коммерческих принтеров.

Отметим, что данная работа проводилась исследователями из Массачусетса по заказу от компании Lockheed Martin. Ускорение работы нового принтера FastFFF (fused filament fabrication) было получено за счет использования нескольких инновационных решений. Первым таким решением стало использование новой системы, позволяющей двигать печатающей головкой с большей скоростью, сохранив, при этом, точность перемещений.

Вторым решением стало использование новой системы подачи материала для печати. В традиционных принтерах используется два маленьких колеса, продвигающих полимерную нить к носику печатающей головки. В новой же системе использован вращающийся винтовой механизм, позволяющий развить в 10 раз большее усилие при подаче полимерной нити.

И третьей инновацией стало встраивание достаточно мощного лазера в печатающую головку, что позволяет нагревать и плавить полимер, подаваемый с более высокой скоростью, что, в свою очередь, позволяет полимеру гораздо быстрей вытекать из носика печатающей головки. Новая печатающая головка имеет размер, сопоставимый с размером компьютерной мыши, а ее стремительное движение обеспечивают двойные серводвигатели.

Опытный образец принтера FastFFF может печатать со скоростью 127 кубических сантиметров материала в час, в то время, как обычные принтеры печатают со скоростью не более 20 кубических сантиметров в час. А при максимальной скорости печати, что сопровождается потерей точности, принтер FastFFF печатает со скоростью 282 кубических сантиметра в час.

Ссылка на основную публикацию