obróbka cnc · 2021年12月20日

Odwracanie laserowe może realizować drukowanie 3D wielu materiałów

Druk 3D wykorzystuje cyfrowe procesy produkcyjne do wytwarzania elementów, które są lekkie, mocne i można je wytwarzać bez specjalnych narzędzi. W ciągu ostatnich dziesięciu lat branża odnotowała niesamowity wzrost, rosnąc w tempie ponad 20% każdego roku, wykorzystując metale i polimery inżynieryjne do drukowania wszystkiego, od części lotniczych i samochodowych po implanty medyczne i dentystyczne.

Selektywne spiekanie laserowe (SLS) to jeden z najczęściej stosowanych procesów produkcyjnych. Wykorzystuje laser do drukowania części z proszków materiałów o rozmiarach mikronowych: laser podgrzewa cząstki do punktu, w którym łączą się ze sobą, tworząc ciało stałe.

„Wytwarzanie przyrostowe jest kluczem do odporności gospodarczej” — powiedział profesor Hod Lipson. „Wszyscy zwracamy uwagę na tę technologię, to nas uratuje. Ale jest pułapka”.

Odwracanie laserowe może realizować drukowanie 3D wielu materiałów

Warto zauważyć, że technologia SLS ogranicza się do drukowania tylko jednym materiałem na raz: cała część może być wykonana tylko z jednego rodzaju proszku. Lipson kontynuował: „Teraz pytam, ile produktów jest wykonanych z tylko jednego materiału? Ograniczenie druku tylko jednym materiałem nękało całą branżę i utrudniało jej rozwój, uniemożliwiając wykorzystanie całego jej potencjału”.

Lipson i jego doktorant John Whitehead chcieli dowiedzieć się, jak rozwiązać to wyzwanie i wykorzystać swoją wiedzę z zakresu robotyki, aby opracować nowy sposób przezwyciężenia tych ograniczeń SLS. Odwracając laser tak, aby był skierowany do góry, wynaleźli sposób, aby SLS używał wielu materiałów jednocześnie. Ich działające prototypy, a także wydrukowane próbki zawierające dwa różne materiały w tej samej warstwie, zostały niedawno opublikowane w Internecie przez produkcję addytywną („multi-material odwrócone spiekanie laserowe”).

Whitehead, główny autor badania, powiedział: „Nasze wstępne wyniki są ekscytujące, ponieważ sugerują, że w przyszłości każdą część można wykonać za naciśnięciem jednego przycisku, od prostych narzędzi po bardziej złożone systemy (takie jak roboty). Wyjmij go z drukarki, której nie trzeba w pełni składać”.

Tradycyjnie selektywne spiekanie laserowe polega na zastosowaniu lasera skierowanego w dół na rozgrzany stół drukarski w celu połączenia cząstek materiału. Aby zbudować solidny obiekt od dołu do góry, drukarka nakłada jednolitą warstwę proszku i wykorzystuje laser do selektywnego topienia niektórych materiałów w warstwie. Następnie drukarka nakłada drugą warstwę proszku na pierwszą warstwę, a laser topi nowy materiał na materiale z poprzedniej warstwy, a następnie powtarza ten proces wielokrotnie, aż do ukończenia części.

Jeśli w procesie drukowania używany jest tylko jeden materiał, proces ten działa dobrze. Jednak użycie wielu materiałów w jednym wydruku jest bardzo trudne, ponieważ po nałożeniu warstwy proszku na podłoże nie można jej odłożyć ani zastąpić innymi proszkami.

Whitehead dodał „Dodatkowo” w standardowej drukarce, ponieważ każda kolejna warstwa jest ułożona równomiernie, niesklejony materiał przesłoni Ci widok drukowanego obiektu, dopóki nie wyjmiesz gotowego produktu po zakończeniu cyklu. Zastanów się nad wykopem i jak możesz mieć pewność, że produkt jest nienaruszony, dopóki nie zostanie całkowicie usunięty z otaczającego brudu. Oznacza to, że awarie drukowania niekoniecznie są wykrywane przed zakończeniem drukowania, co jest stratą czasu i pieniędzy. ”

Naukowcy postanowili znaleźć sposób, aby całkowicie wyeliminować potrzebę stosowania łóżek proszkowych. Ułożyli wiele przezroczystych szklanych płyt, z których każda została pokryta cienką warstwą innego plastikowego proszku. Obniżyli platformę drukarską na górną powierzchnię proszku, a następnie skierowali wiązkę lasera spod płyty drukarskiej przez spód płyty drukarskiej. Ten proces selektywnie spieka trochę proszku na platformie drukarskiej we wstępnie zaprogramowanym trybie, zgodnie z wirtualnym planem. Następnie za pomocą stopionego materiału unieś platformę i przenieś ją na inną płytę pokrytą innym proszkiem, a następnie powtórz proces. Umożliwia to łączenie wielu materiałów w jedną warstwę lub układanie w stos. Jednocześnie uzupełniaj stare zużyte płyty drukarskie.

W tym artykule zespół wykorzystał proszek termoplastycznego poliuretanu (TPU) o średniej wysokości warstwy 43.6 mikrona do wygenerowania próbek o grubości 50 warstw i grubości 2.18 mm oraz wydruków z nylonu i TPU o średniej wysokości warstwy z wielu materiałów i zademonstrował ich Działający prototyp. Części te nie tylko demonstrują wykonalność procesu, ale także wykazują zdolność do wytwarzania mocniejszych, gęstszych materiałów poprzez dociskanie stalowej płyty do zawieszonych części podczas spiekania.

„Ta technologia ma potencjał do drukowania obwodów wbudowanych, komponentów elektromechanicznych, a nawet komponentów robotów. Może wykorzystywać stopy gradientowe do wytwarzania części mechanicznych. Skład materiałowy tych stopów będzie się stopniowo zmieniał wraz ze zmianami od końca do końca, takimi jak łopatki turbiny. Materiał jest używany na rdzeń, a drugi materiał jest używany do powlekania powierzchni. „Sądzimy, że umożliwi to produkcję złożonych części z wielu materiałów bez montażu, tym samym rozszerzając spiekanie laserowe na szerszy zakres branż. Innymi słowy, może to być klucz do przejścia przemysłu wytwarzania przyrostowego z drukowania tylko pasywnych części jednolitych na drukowanie aktywnych systemów zintegrowanych. ”

Naukowcy eksperymentują obecnie z proszkami metali i żywicami, aby bezpośrednio wytwarzać części o szerszym zakresie właściwości mechanicznych, elektrycznych i chemicznych niż konwencjonalne systemy SLS.

Link do tego artykułu: Odwracanie laserowe może realizować drukowanie 3D wielu materiałów

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Odwracanie laserowe może realizować drukowanie 3D wielu materiałówPTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi. Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100. Producent obróbki na dużą skalę toreb medycznych, świadcząc usługi projektowania 3D, prototypów i dostaw globalnych. Oferujemy również twarde etui, półtwarde pianki EVA, miękkie szyte etui, woreczki i wiele innych dla producentów OEM. Wszystkie etui są wykonane na zamówienie zgodnie ze specyfikacją z nieskończoną liczbą kombinacji materiały, formy, kieszenie, szlufki, zamki, uchwyty, logotypy i akcesoria. Odporne na wstrząsy, wodoodporne i przyjazne dla środowiska opcje. Części medyczne, reagowanie w sytuacjach awaryjnych, Części elektroniczne, korporacyjnym, edukacyjnym, wojskowym, ochroniarskim, sportowym, outdoorowym i budowlanym. Usługi obejmują konsultacje koncepcji przypadku, projektowanie 3D, prototypowanie, rototypowanie,Wiercenie CNC Usługi i produkcja.Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z Tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel. Zapraszamy do bezpośredniego kontaktu z nami ( [email protected] ).