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MIT:可打印10種材料的3D打印機
2015年我們曾經報道過MIT計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)開發出一種獨特的多材質3D打印機,在打印過程中它能夠結合10種不同的材料來創建復雜的部件,如傳感器和電路。也許最令人興奮的是,該系統只需要7000美元就能建立。現在,有消息顯示MIT CSAIL的MultiFab 3D打印機可能要投入生產。MultiFab 3D打印機通過壓電噴墨打印頭噴射多達10種不同的光致聚合物,以此來構建物品,這種打印頭是從Epson WorkForce 30辦公打印機上拆卸下來的,被MultiFab團隊應用到了3D打印機上。每當打印機擠出一層光致聚合物后,紫外LED模塊就會將感光樹脂固化。這個過程一直持續到物品打印完成。
除了能結合10種材料外,MultiFab還實現了機器視覺來創建閉合反饋回路,可能這是3D打印機上第一次應用這樣的反饋回路。通過把光學相干層析成像3D掃描集合進系統里,打印機能夠在打印之前先校準,確保打印頭是水平的,材料擠出是標準的。更重要的是,在打印過程中掃描儀可以進行掃描以檢查錯誤,并創建“修正掩膜”,相應地調整打印過程。機器視覺的使用給了MultiFab另一種現有3D打印機不易獲得的能力,即在復雜物品上或物品周圍進行3D打印的能力。在打印床上放置一個“附加物品”后,3D掃描儀可以掃描該物品,并形成一個CAD模型,進而在物品周圍進行打印。
為了演示這種技術的應用,該團隊把一個智能手機放在打印床上,并在手機上直接打印了一個手機殼。通過將3D打印和復雜部件相結合所創建的其他物品還包括微透鏡陣列、光纖束、LED透鏡等。MultiFab 3D打印機無論在價格還是功能方面都是開創性的。以Stratasys公司最近發布的J750為例,它是目前為止該公司最先進的多材質PolyJet 3D打印機。通過混合六種不同的光致聚合物以創造看似無窮的“數字材料”,J750可以利用該能力來打印部件,使之具有不同顏色、透明度、靈活性、剛性和韌性。雖然該系統的價格尚未公布,但之前PolyJet的Connex3售價超過25萬美元。
而通過使用現成部件,MultiFab的團隊能夠將MultiFab 機器的硬件成本縮減到僅為7000美元,同時還可實現40微米的3D打印分辨率。例如,相比氣體放電燈,MultiFab使用了更廉價的LED光源模塊,以及一個簡單的送料系統。計算機視覺反饋回路也可以用軟件或硬件來彌補潛在的問題。材料估計也只有約每公斤20美元,與Stratasys公司機器的每公斤500美元的價格相距甚遠。同時,該技術還有一些內置功能,例如可以比J750混合更多材料,將物品整合進打印過程,3D掃描模型以及自動校正打印。也許更令人興奮的是,MultiFab團隊最近招募了電子產品開發公司Tri-Star Design來進行設計、檢測,以及為MultiFab機器集成電子硬件。Tri-Star將要開發的系統主要有系統處理單元、系統電源管理和打印控制功能。
雖然該公司關于承包幾乎沒有發布什么信息,但是為MultiFab開發自定義組件的行動暗示了機器制造商正試圖超越研發階段發展到實際生產。如果MultiFab的價格能保持在低于10000美元的水平,它可能對目前的研究者和將來的3D打印產生顯著影響。
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