荷蘭TNO公司3D打印工廠生產(chǎn)線在幾分鐘創(chuàng)造數(shù)百種產(chǎn)品
去年12月3D Systems公司提出高速，持續(xù)，的3D打印概念，這是大規(guī)模定制產(chǎn)品制造的一個新概念。 現(xiàn)在，荷蘭的TNO公司展示了自己靈活的生產(chǎn)平臺，可以利用添加劑的制造技術(shù)生產(chǎn)復(fù)雜的產(chǎn)品，同時比傳統(tǒng)的獨立系統(tǒng)提高高達(dá)10倍的打印速度。
TNO是一家獨立研究機(jī)構(gòu)，在眾多領(lǐng)域內(nèi)致力于工程技術(shù)的研究和開發(fā)。他們最新的實驗性生產(chǎn)線將連續(xù)操作原理應(yīng)用到了3D打印工藝中，這意味著把3D打印頭安裝在了流水線上，一個打印頭就像流水線上的工人那樣只負(fù)責(zé)一部分的打印，而且多種材料的打印頭排在一起，就可以實現(xiàn)單個部件的多材料打印。此外，這個平臺是完全柔性的，現(xiàn)有的商業(yè)設(shè)備可以直接連接到生產(chǎn)線上。TNO曾表示，該實驗性生產(chǎn)線是他們對于未來增材制造愿景的一部分。
“你可以觀察當(dāng)前的很多3D打印工藝，它們都非常的按次序：首先沉積一層粉；第二步再進(jìn)行預(yù)熱；第三部再進(jìn)行印刷或激光燒結(jié)。”TNO的René Houben說。“你可以想象，每個工序都要等到它前面的工序完成之后才進(jìn)行。這是一個巨大的時間浪費。因為等待的時候它什么都不做。”
為了彌補這一點，研究團(tuán)隊的目的是充分提高打印頭的使用效率：“如果有一個系統(tǒng)，它的90%的時間是不動的，那么當(dāng)我們把這90%的時間用起來的時候，它的速度和工作效率會大幅提高。”
其結(jié)果是，他們的機(jī)器比同類系統(tǒng)快10倍，而且也不用增加額外的打印頭。事實上，3D打印頭的數(shù)量并沒有改變，它們只是使用效率提高了。從技術(shù)角度來看，TNO設(shè)計的這條“3D打印生產(chǎn)線”包括100個相同的75×50毫米的平臺，這些平臺會在一個連續(xù)的傳送帶上以2米/秒的恒定速度移動。TNO還開發(fā)了一系列打印頭，這些打印頭能夠飛快地噴射不同材料的“油墨”，主要包括可UV固化的聚合物或?qū)щ娦杂湍@些“油墨”液滴的尺寸最小可達(dá)30微米，打印精度可達(dá)0.1微米。雖然研究團(tuán)隊目前使用的只是熱塑性材料，但Houden稱，未來他們也會嘗試金屬材料。
該平臺可在兩種模式下工作。 第一個模式就是用來制作完全的成品，比如芯片卡、電池或智能小工具等，其中每個對象都可以定制，都是獨一無二的。第二種模式就是將現(xiàn)代制造的其它環(huán)節(jié)也融合進(jìn)來，比如拋光、膠合或激光加工，甚至工業(yè)機(jī)器人，使之實際上成為一條完全數(shù)字化的流水線。
TNO還開發(fā)了一種打印頭，其可在室溫下處理粘度高達(dá)500兆帕的聚合物，這是一個巨大的飛躍，要知道當(dāng)下市場上大多數(shù)的系統(tǒng)可處理的聚合物粘度僅在20兆帕左右。據(jù)天工社了解，開發(fā)者稱，聚合物的粘度越高，生成的最終產(chǎn)品的功能特性越好。因此，該系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于，它有助于從原型到制造的轉(zhuǎn)換。
作為一個柔性化的可商用3D打印“工廠”，TNO的試驗性生產(chǎn)線，可適應(yīng)于各種制造行業(yè)，特別是那些更加偏重個性化的產(chǎn)品。例如，該設(shè)備可以被用于生產(chǎn)助聽器或牙齒相關(guān)產(chǎn)品。制藥公司可以使用它來藥丸，同時可以實現(xiàn)藥丸內(nèi)部成份的定制化。
TNO目前正在尋找來自商業(yè)公司的投資，共同進(jìn)一步開發(fā)這一概念產(chǎn)品使其變成真實可用的工業(yè)化解決方案，并把它推向市場。
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