麻省理工開發了一種新型FDM 3D打印機，可以自動為未知材料創建參數
時間：2024-04-18 08:59 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
導讀：大多數3D打印機上都可以找到批量生產的聚合物的材料預設。然而，可持續和回收材料的3D打印參數需要手動調整。這種反復試驗的過程可能令人沮喪且耗時，限制了環保長絲材料的采用。
2024年4月17日，來自麻省理工學院比特和原子中心(CBA)、美國國家標準與技術研究所(NIST)和希臘國家科學研究中心(Demokritos)的專家正在努力改變這一現狀。該團隊研發了一款新型FDM 3D打印機，該打印機能夠根據用戶所需的輸出，自行確定最佳的打印參數，從而減少了用戶需要手動調整參數的工作量。
根據該團隊的研究論文，這種新的方法可以增加可持續材料的使用，從而減少對難以回收的化石燃料聚合物的依賴，有利于環境保護和可持續發展。
該研究的作者Neil Gershenfeld解釋說：“在這篇論文中，我們展示了一種方法，可以采用所有這些有趣的材料，這些材料以生物為基礎，由各種可持續來源制成，并表明打印機可以自己找出如何打印這些材料。我們的目標是讓3D打印更加可持續。”
自動生成材料參數
使用可再生和回收材料進行3D打印是一項具有挑戰性的工作。由于材料特性的不同，沒有兩種材料是相同的。例如，生物基聚合物可以根據季節的不同采用不同的植物混合物，這就給確定使用何種3D打印參數帶來了問題。
研究人員的新方法通過自動識別先前未知材料的最佳參數，克服了這些難題。為此，研究小組采用了麻省理工學院實驗室的一臺3D打印機，并在擠出機上添加了三個傳感器。稱重傳感器用于測量施加在長絲上的壓力，而進給速率傳感器則跟蹤長絲厚度和材料推入3D打印機熱端的速率。
針對每種材料進行了20分鐘的測試，旨在記錄不同流速下的多個溫度和壓力讀數。
在測試過程中，研究小組將3D打印機的噴嘴溫度設置為290℃，這是其可能達到的最高溫度。材料以固定的速度擠出。然后關閉加熱器，繼續將長絲推入熱端。
研究小組將他們收集到的數據輸入到一個特定的數學函數中，這個函數會根據輸入的數據自動生成最適合的參數。這些參數隨后被輸入到3D打印切片軟件中，以便對材料進行最佳效果的3D打印。
該團隊試驗了六種不同的材料，其中許多是生物基材料。他們的方法能自動生成參數，從而成功制造出復雜的物體。
圣地亞哥大學行政與經濟學院副教授Alysia Garmulewicz解釋道：“這種方法為使用這些復雜材料進行3D打印提供了一種新的途徑，克服了這些材料的不確定性和變化性，從而打開了新的發展空間。”
展望未來，麻省理工學院領導的團隊計劃將其流程直接連接到3D打印軟件，從而無需手動輸入參數。
△麻省理工研究人員開發的3D打印機，可以為未知材料自動生成參數
2024年4月17日，來自麻省理工學院比特和原子中心(CBA)、美國國家標準與技術研究所(NIST)和希臘國家科學研究中心(Demokritos)的專家正在努力改變這一現狀。該團隊研發了一款新型FDM 3D打印機，該打印機能夠根據用戶所需的輸出，自行確定最佳的打印參數，從而減少了用戶需要手動調整參數的工作量。
△該研究的論文題目為“在熔絲沉積成型過程中，通過在線測量來發現參數”（傳送門）
根據該團隊的研究論文，這種新的方法可以增加可持續材料的使用，從而減少對難以回收的化石燃料聚合物的依賴，有利于環境保護和可持續發展。
該研究的作者Neil Gershenfeld解釋說：“在這篇論文中，我們展示了一種方法，可以采用所有這些有趣的材料，這些材料以生物為基礎，由各種可持續來源制成，并表明打印機可以自己找出如何打印這些材料。我們的目標是讓3D打印更加可持續。”
△研究人員改造了帶有附加傳感器的擠出機
自動生成材料參數
使用可再生和回收材料進行3D打印是一項具有挑戰性的工作。由于材料特性的不同，沒有兩種材料是相同的。例如，生物基聚合物可以根據季節的不同采用不同的植物混合物，這就給確定使用何種3D打印參數帶來了問題。
研究人員的新方法通過自動識別先前未知材料的最佳參數，克服了這些難題。為此，研究小組采用了麻省理工學院實驗室的一臺3D打印機，并在擠出機上添加了三個傳感器。稱重傳感器用于測量施加在長絲上的壓力，而進給速率傳感器則跟蹤長絲厚度和材料推入3D打印機熱端的速率。
針對每種材料進行了20分鐘的測試，旨在記錄不同流速下的多個溫度和壓力讀數。
在測試過程中，研究小組將3D打印機的噴嘴溫度設置為290℃，這是其可能達到的最高溫度。材料以固定的速度擠出。然后關閉加熱器，繼續將長絲推入熱端。
△研究團隊對這種自動選擇打印參數的方法的評估中，通過將測試打印機的熱端配置與儀表化擠出機的熱端配置相匹配，并通過現成的切片器運行提取的參數，在測試打印上部署功能擬合和測試數據
研究小組將他們收集到的數據輸入到一個特定的數學函數中，這個函數會根據輸入的數據自動生成最適合的參數。這些參數隨后被輸入到3D打印切片軟件中，以便對材料進行最佳效果的3D打印。
該團隊試驗了六種不同的材料，其中許多是生物基材料。他們的方法能自動生成參數，從而成功制造出復雜的物體。
圣地亞哥大學行政與經濟學院副教授Alysia Garmulewicz解釋道：“這種方法為使用這些復雜材料進行3D打印提供了一種新的途徑，克服了這些材料的不確定性和變化性，從而打開了新的發展空間。”
展望未來，麻省理工學院領導的團隊計劃將其流程直接連接到3D打印軟件，從而無需手動輸入參數。
(責任編輯：admin)
相關內容
完成萬件金屬3D打印成品穩
實現15°、21°、28°懸空
QBB奧地利聯邦鐵路公司與3
支持數百種顆粒、絲材打印
Stratasys推出全新Neo 800
Bambu Lab H2D 3D打印機即最新內容
FLASHFORGE USA憑
Raise3D在歐美市
nScrypt憑借其在
瓦克化學將在2019
創想三維CR-100 
撒羅滿干貨！史上熱點內容
