Инженеры Массачусетского университета разработали новый настольный 3D-принтер, который работает в 10 раз быстрее, чем существующие аналоги на рынке. Большинство обычных принтеров способно производить несколько небольших фигур размером с кубики Лего в течение часа. Новое же устройство печатает похожие предметы всего за несколько минут.
Причина большей скорости заключается в компактной печатающей головке принтера. Она содержит два увеличивающих производительность компонента: винтовой механизм пропускающий полимер на большой скорости через сопло и лазер, который быстро разогревает и плавит материал, облегчая его применение.
Новое оборудование уже использовалось для печати различных мелких, филигранно сделанных предметов: оправы для очков, шестерни, миниатюрной копии здания Массачусетского технологического университета.
Работа принтера демонстрирует перспективы 3D печати. «Возможность сделать образец шестерни в течение 5-10 минут, а не целого часа, или большую деталь за обеденный перерыв, а не за весь рабочий день, позволяет проектировать, собирать и тестировать оборудование гораздо быстрее», - говорит Анастасиос Джон Харт, директор одной из лабораторий Массачусетского университета.
Харт предвидит применение новых технических решений при неотложной медицинской помощи и для удовлетворения различных потребностей в отдаленных, труднодоступных районах.
Еще ранее команда исследователей определила три фактора ограничивающих время полезной работы принтера. Это скорость, с которой принтер способен работать печатающей головкой, максимальное усилие, прилагаемое головкой для продавки материала через сопло и то, как быстро головка передает тепло, чтобы растопить материал до жидкого состояния.
Ясно представляя предельные показатели, разработчики, по словам Харта, задались вопросом, как улучшить все три параметра в одной системе.
В большинстве настольных 3D принтеров пластик перемещается через сопло при помощи механизма с двумя прижимными роликами. На относительно невысоких скоростях это хорошо работает. Однако при увеличении нагрузки ролики теряют свое сцепление с другими компонентами оборудования. Харт и его помощники отказались от использования прижимных роликов. На их место поставили винтовой механизм, вращающийся возле печатающей головки. Решено было использовать текстурное пластиковое волокно. Когда винт вращается, ему удается захватить текстурный пластик на большей скорости и с большей силой. Использование же лазера позволило ускорить плавление материала.
Кроме того, инженеры использовали оригинальную подвесную раму в форме буквы H. Она предназначена для перемещения печатающей головки в разные позиции и плоскости.
Проверив работу нового принтера, эксперты столкнулись с проблемой. Температура нагревания оказалась настолько высока, что предыдущий нанесенный слой не успевал остынуть до того, как надо было наносить следующий. Над решением этой задачи разработчики работают сейчас, также ими изучается возможность использования других материалов (например, композитов) и увеличения масштаба скоростной 3D-печати.
Источник: ecotechnica.com.ua
