马萨诸塞大学发明 "注射3D打印 "技术，将FDM速度提高3倍

主页  ꄲ  行业动向资讯  ꄲ  马萨诸塞大学发明 "注射3D打印 "技术，将FDM速度提高3倍

 

       2020年8月11日，南极熊从外媒获悉，马萨诸塞大学(UMass)洛厄尔分校的一位研究人员开发了一种新的3D打印技术，融合了注塑的元素，提高了3D打印的生产速度，同时提高了产品的强度和性能。更耐用的假肢装置、更坚固的飞机和汽车零件是潜在的应用市场。

 

 

       塑料3D打印机的全球市场估计为40亿美元，而且还在不断增长，但据领导该研究项目的UMass Lowell的塑料工程教授David Kazmer说，在确保打印机快速生产的对象时，保持其强度和精度方面仍然存在挑战。他们发明了一种被称为“注射打印”的技术，在学术期刊《Additive Manufacturing》上发表。

 

 

 

在注射打印中，先3D打印外壳结构，然后向空腔内注射塑料以填充空腔，图片由Additive Manufacturing/Elsevier提供

 

 

       Kazmer和Austin Colon在《Additive Manufacturing》杂志上写道："注射打印结合了以精细分辨率对零件外表面的材料挤出和以高流速对较大的内部空腔进行注射成型。Colon是塑料工程专业的博士生，他帮助验证了这项技术。"这种技术利用材料挤出打印机的全部熔化能力"他们补充道。

 

 

       作为七种类型的增材制造工艺之一，FDM材料挤出成型技术，是将热塑性塑料或复合材料的连续丝材通过喷嘴送入，被加热后挤出，并在构建平台上逐层沉积。

 

 

       "我们将3D打印机用作注射单元，以填充3D打印出来的壳壁空腔，"Kazmer告诉PlasticsToday。"换句话说，我们正在将零件的内部作为自己的模具空腔。关键是计算壳壁的间距和高度，这样你就可以获得良好的填充，而不会发生过度的变形。模具的工程设计在流动、变形和传热方面都与注塑的工艺规划有关。"Kazmer说。"虽然这个新技术向后兼容现有的3D打印机，但做注塑的控制程序（G代码）确实需要新的预处理器（切片机），"他补充道。

 

 

       Kazmer指出，大多数可以通过熔丝制造（FFF或FDM；又称熔融沉积建模）进行加工的热塑性塑料都能与注射打印兼容。事实上，据报道，Kazmer的发明可以将更多的热量进入到零件中，因此与FFF相比，材料熔融得到了极大的改善。"这意味着，在大量填充材料中实现更高的强度和更多的各向异性的潜力很大，"Kazmer告诉PlasticsToday。"打印速度受限于你熔化材料并将热量排出零件的能力。典型的流速在4毫米3/秒左右。我发现，大多数低端3D打印机可以熔化约12立方毫米/秒。通过对热端进行一些修改，你可以轻松地沉积20立方毫米/秒，"Kazmer说。

 

 

 

（a）FFF技术 （b）粘结剂喷射技术 （c）Carbon的DLS技术 （d）本文介绍的注射打印技术

 

 

 

       这种技术与惠普的Multi-Jet Fusion（MJF）和Carbon的数字光合成（DLS）技术相比，又如何呢？Kazmer承认，MJF和DLS具有更高的生产率，因为它们是并行处理层，他认为这是生产速度方面的一大优势。然而，注射打印通过填充由打印壳壁定义的内部体积，提供了对产量的倍增效应，他指出。"因此，注射打印节约了时间，从而使FDM/FFF更具竞争力。除此之外，注射打印还支持性能改进的热塑性塑料复合材料。Kazmer强调说："对于3D打印技术和大批量应用，注塑是一个很大方向。”

 

 

 

传统FFF材料挤出工艺（下）和注塑打印工艺（上）制成的平面内拉伸试样的失效面

 

 

传统FFF材料挤出工艺（左）和注塑打印工艺（右）制作的垂直拉伸试样的失效面

 

 

 

       基于ABS的拉伸棒，已经用来验证注塑与材料挤出相比的性能。根据发表在《Additive Manufacturing》上的论文，对测试后样品进行的图像分析发现，注射打印比传统的3D打印技术快了约3倍，与材料挤出相比，刚度、强度和应变失效性能分别提高了21、47和35%。

 

 

 

 

编译自：plasticstoday，来源：南极熊

 

2020年8月17日 10:44
ꄘ浏览量：0
ꄀ收藏
ꂃ前一个： 无
ꁹ后一个： 无

热门文章：

  • LEGENDARY VISH,3D打印素食三文鱼

    2020年7月13日，一群国际学生开发了一种3D打印技术，能够将复杂的粘合剂和蛋白质打印成植物性鱼类替代品。
          2017年，他们开始共同参与欧盟支持的增材制造研究项目，这群来自丹麦的学生最近创新了一种基于挤出的3D打印工艺，用于制造三文鱼。现在以Legendary Vish的名字进行交易，这家初创公司正在寻求将其产品商业化，目的是为现有的素食者提供更健康、更美味的替代品。
      
    从欧盟项目到Legendary Vish    
          来自哥德堡大学、马德里自治大学和丹麦工业大学（DTU）的学生三人组在三年前开始合作开展一个欧盟主导的项目。在他们作为Training4CRM的一部分进行工作研究期间，该团队意识到类似的技术可以应用于3D打印植物性蛋白质。
          该团队还渴望将食品生产提高可持续性。 据联合国粮食及农业组织称，目前世界上三分之一的经评估的渔业已超出其生物学极限。此外，使用3D打印而不是传统的捕鱼方法来人工制作鱼类来捕获鱼类，可以减少过度捕捞对环境造成的破坏。通过完全消除对渔船的需求，也将消除与拖网渔船相关的CO 2排放。

    넶604 2020-07-23

  • 利用Mayku FormBox真空成型吸塑机制作巧克力模具

    Small Multiples用Mayku FormBox桌面式真空成型吸塑机将3D打印模型吸塑倒模并最终制作到巧克力中。Small Multiples 说桌面式真空成型吸塑机Mayku FormBox让他们能够立即将3D打印数据可视化转变为食品安全的巧克力模具。由于使用FormBox真空成型吸塑机模具制造时间从六个月减少到几天，并显著减少财政支出，及可以较小批量生产。

    넶592 2019-08-08

  • 4个常用的修改STL 3D模型软件

    要修改STL 3D档案的话就需要专门编辑STL的3D模型设计软件，今次介绍一下4个市面上常用的修改STL 3D模型的软件给大家。首先，修改STL文件可以用两种不同类型的3D建模软件完成。第一种是CAD 3D模型软件。它们以建模为主，提供精确的测量和实体建模，但这些软件本身的目的不是为了3D打印而设的。在CAD软件中，CAD的工具在修改STL文件有时没有完整的功能。其中可以修改到stl的CAD 3D模型软件有FreeCAD，SketchUp和Blender。

    넶8230 2019-10-12

  • 6个制作乐高积木的3D建模软件

    如果你是喜欢玩Lego乐高积木的话，乐趣并不止于物理世界了，而且也在虚拟世界中，我们可以自由发挥想像力并以虚拟方式创建乐高物件。今次就介绍一下以虚拟方式设计和构建Lego乐高积木的最佳3D建模软件。

    Studio 2.0
    关于可能性和其中包括的乐高元素，最完整的3D建模软件是Studio2。在我们可以使用任何零件来设计Lego乐高玩具和舞台。该系统负责分析所做的设计稳定性，以便以后可以以实际方式构建Lego。

    LeoCAD
    借助4,000多个乐高积木，在LeoCAD 3D建模软件我们可以拖放来构建我们想要的东西，而没有限制，并且可以随时更改其颜色。在导入和导出中，它也与LDR和MPD文件兼容。它还支持创建我们想像中的设计的建筑说明。LeoCAD是免费的，并且适用于Mac，Windows和Linux。

    LEGO Digital Designer

    넶7501 2020-09-03

  • FFF与FDM 3D打印技术 –真正的区别是什么？

    当我刚开始研究3D打印机时，我一直遇到FFF和FDM 3D打印技术的缩写。但是机器看起来却一样，我感到非常困惑。我很快发现FFF代表融合纤维制造，FDM代表融合沉积建模，但是有什么区别呢？FFF和FDM 3D打印技术之间没有区别。没有！除了商标问题。

    넶5246 2019-11-18

  • STP格式和STL格式的区别

    STP格式和STL格式的区别
    一般3D扫描器输出档案格式不包括STP格式，因此如何理解输出STL格式和STP之间的关系是使用者经常问的话题。今天通过下文，举例解释两者的关系，希望对大家理解这两种档案格式。

    将STP比作电脑上的电子文档，能够修改。
    而STL档比作扫描出来的图片文档，不能修改。
    STP格式档可以进行机械加工生产出零件实物，而零件实物再通过3D扫描器扫描后，可以获取实物的STL格式扫描资料。
    看似一个从“电子档”→“实物”→“电子档”的过程，
    两个“电子档”有本质的区别。
    使用CAD软体绘制的3D模型，并x`透过多种绘制方法获得的3D模型平面(例如整个平面或整个圆柱曲面) 的资料。这都是透过扫描获得的STL资料并由许多三角形面组成的。
    STP格式的资料可通过更改建模软体的大小参数来更改。 但是，由于STL格式由三角形小平面组成，因此没有比例尺资讯，所以无法更改参数。
    将STP格式资料导入软体。 你可以通过使用选择工具来选择整个STP 模型的整个平面

    如果将STP 的模型通过软体转换为STL格式，同样，再利用选取工具，此时，只能够选取到一个三角面片(如下图)。

    넶4919 2021-09-28

  • 每次3D打印时如何选择合适的喷嘴尺寸呢？

    为了尽可能在短的时间内制造出高质量的3D打印零件，为每种应用选择合适的3D打印喷嘴尺寸至关重要。那么，每次3D打印时如何选择合适的喷嘴尺寸呢？
    1、3D打印喷嘴与打印速度与成品强度的关系
    2、小尺寸3D打印喷嘴适仔合细度高的模型，大尺寸喷嘴适合大而强度需要高的模型
    3、打印前考虑打印成品的目的

    넶4381 2020-05-28

  • 3D打印机自动调平是什么原理？

    自动调平其实是一种探测结构，这款结构是利用热端顶部的铁圆盘工作的，是一个探测开关。当3D打印喷嘴接触打印平台时，该铁圆盘向上移动从而断开电流，这样3D打印机就知道要接触到打印平台表面了。

    넶3857 2019-10-31

相关文章