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Essentium公司新工藝讓FDM 3D打印Z軸更堅固

時間:2016-05-30 22:49 來源:天工社 作者:中國3D打印網 閱讀:

     熔融沉積成型(FDM)是最為常見的一種3D打印技術,該技術因為相對簡單、成本相對低廉、適應性強而在很多領域都有著廣泛的應用。但是FDM有著一個經常被人忽視、但很重要的缺陷,那就是使用FDM技術打印出來的3D對象,在Z方向上不像在X軸和Y方向上那么結實這是因為線材XY方向上是作為連續的線被擠出的,而在Z方向上則是一層層疊加的因此FDM技術3D打印出來的對象更容易沿著Z軸斷裂

     為了使FDM 3D打印擁有各向同性的強度,強度在每一個方向上相同,熱塑性復合材料研究公司Essentium MaterialsFDM打印機制造商Cosine Additive攜手,共同開發出了一款能使打印對象Z軸強度更高的FDM 3D打印機

     據了解,這個想法是由 C. Brandon Sweeney三年前美國陸軍研究實驗室的時候提出來的,當時他是這個項目的主要發明者技術負責人使用德克薩斯理工大學和德克薩斯農機大學授權的技術Sweeney開發了一種熱焊接裝置,這種裝置可以連接到FDM 3D打印機打印頭3D打印機打印了一定層數之后,該裝置就會利用一種電場將這些層融合在一起

     Essentium公司的技術主管Blake Teipel描述了這個過程:“您利用FDM工藝逐層沉積材料時,層與層之間的聚合物鏈不互相作用,他們只是簡單地彼此疊加而已。但當你施加了大量的熱能就可以融化在一起。這就是它們的強度所在。”

     Essentium公司是在大約一年前介入該項目的當時Essentium團隊才開始研究FDM 3D打印自身的缺陷,就已經把各向同性強度的缺乏作為一個需要解決的主要問題繼而,研究團隊在尋找可能的技術來解決這一問題的時候接觸到了Sweeney和他的成果于是,雙方一拍即合,Essentium憑借著自己在材料方面的專長,和這位發明者一同合作來使他的技術商業化。

Cosine Additive隨后也參與了該平臺的開發。開發團隊使用Sweeney的裝置對Cosine Additive已有的AM1 3D打印機進行了改造由此開發出的新型EM1 3D打印機安裝了一套全新的電子器件、電場發射器,并在機器兩側加裝了屏蔽裝置,以防止內部能量傷害操作者。

Essentium公司則系統提供了專用的材料,目前主要是一種帶碳納米管涂層的PLA線材EM1在使用該碳納米管PLA復合材料3D打印時,一旦材料沉積超過1英寸,電場機會將相應的層數熔合在一起

   Teipel解釋了為什么要選擇電場這種方式。由于是一種電場,可以用它從各方面穿透整個材料從這一方面講,它比超聲波激光或其他熱處理技術都有優勢它不局限于表面處理。”據悉,使用這一技術3D打印的部件具有的層間強度相當于材料在打印之前強度的95%

   根據Teipel的說法,目前該技術最適合的應用是承重假肢裝置的制作。雖然3D打印一直被認為創建低成本定制的假臂和義手的強大工具但是在3D打印承重下肢裝置方面一直進展不大

   目前,Essentium的姐妹公司TriFusion Devices已經開始為小腿假肢3D打印定制的接受腔Trifusion公司,其CEOTeipel開發出了一種基于微波的熱焊接工藝,提高FDM部件的Z軸強度。

Teipel解釋說,利用電場和微波技術,“我們可以在一夜之間3D打印承重接受腔,而不是48生產周期。”此外,在今年內4月份Trifusion還憑借著他們的解決方案在Rice商業計劃競賽(RBPC中勝出并得到40美元以啟動其業務

Essentium和Cosine目前正在為其EM1 3D打印機尋找Beta測試客戶,他們準備在一年之內正式推出商業化的機型。任何對EM1有興趣的個人或機構都可以通過Blake@EssentiumMaterials.com郵箱與Teipel聯系。


(編譯自Engineering.com)

(責任編輯:admin)

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