3D打印悬垂结构需加支撑物？动态控制让你的3D打印机省时省料更省心

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视频介绍

近日，来自南加州大学和瑞士联邦理工学院的科学家们宣布，他们已经开发了一种可明显减少FDM 3D打印期间的材料浪费量的设备。这种设备在使用喷嘴或挤出机的同时，还具有动态控制的金属销，这些金属销在打印每一层时都会移动以匹配打印头的水平。一旦完成每个零件的加工，就可以将其拆下进行重置，并在下一个工作中重复使用，从而生产出坚固可靠的打印组件，这个过程所用材料相比以往减少了约35％。 众所周知，在3D打印复杂部件的悬垂结构时，需要在其中加入支撑结构，以避免出现故障。尽管在使用FDM和SLA系统时，可以通过添加额外的材料来支撑零件以实现此目的，但是这通常会导致打印时间的延长，并影响交货时间。此外还会产生大量的浪费，因为这些支撑物在使用后会丢弃。 尽管也有使用MakerBot和Simplify3D之类的商业软件，可以创建自定义的支撑设计，它们通常使用垂直的墙状结构来连接最容易折断的区域。但是，这样的方法通常旨在提高打印的速度和可靠性，而操作过程仍需耗费大量材料。 过去，Autodesk也尝试了一种分支结构的支撑方式，但该方式仅可提升悬垂区域的某些部分，打印的结构也不稳定，并最终导致打印失败。 因此，无论印刷支撑是如何设计的，都会导致材料浪费，于是研究人员着手设计一种由柔性针阵列组成的新型可重复使用的设备，该设备还专门针对低成本FDM机器进行了优化。他们在三层钣金结构内设计了一组金属销。当前两层安装到设备的外部框架上时，第三层连接到3D打印机控制的电动工作台，在打印每层后，该工作台的厚度将增加到与挤出头相同的层厚。 一旦每个销钉都位于正确的高度，就会使用磁盘和环结构将它们锁定在合适的位置，以防止它们滑倒或损坏打印件。为了最大程度地发挥支撑作用，科学家在进行一系列ABS和PLA测试打印之前，还开发了定制的CAD模型和原型FDM系统。 当生产悬垂度为15 mm，30 mm，45 mm和60 mm的零件时，不需要额外的支撑，而生产较大的悬垂度的零件时，也只需少量的加固。与传统的FDM 3D打印组件相比，这些零件还被证明更加坚固，同时平均使用的材料减少了35％，部件交货时间则缩短了约38％。 在未来，科学家们相信他们的设备也可以用于SLA、SLM和DIW 3D打印。为了实现这一目标，该团队已经在进行预期的升级，包括一个封闭的腔室，该腔室可以更好地控制温度并减少ABS翘曲。 对此，你怎么看呢？