Water bottles 3D printed using speed-modulated ironing. Photo via Photo via MIT and Delft University of Technology.

10 برابر زباله کمتر از آزمایشگاه بامبو؟ چاپ سه بعدی اتو مدوله شده با سرعت

محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و دانشگاه فناوری دلفت فرآیند چاپ سه بعدی جدید تک ماده و چند ویژگی را توسعه داده اند.

طبق گزارش‌ها، این تکنیک سریع‌تر از روش‌های دیگر است و 10 برابر کمتر از سیستم‌های چند ماده‌ای موجود مانند Bambu Lab X1-Carbon، زباله تولید می‌کند. به طور قابل توجهی، نیازی به تغییرات سخت افزاری پرینت سه بعدی ندارد و به طور بالقوه به هر چاپگر سه بعدی چند نازلی اجازه می دهد تا قفل آن را باز کند.

روش جدید اتو کردن مدوله شده با سرعت این تیم، یک چاپگر سه بعدی FDM دو نازل را با یک ماده مقاوم به گرما ترکیب می کند. این می تواند چندین سایه، بافت و شکل را در یک کار چاپ بدون پاک کردن رشته یا جابجایی بین قرقره ها تولید کند.

نازل اول فیلامنت مقاوم به حرارت را در دمای پایین رسوب می دهد، قبل از اینکه نازل دوم لایه مواد را اتو کند. با تغییر سرعت نازل دوم، محققان توانستند رشته اکسترود شده را تا دمای خاصی گرم کنند. این فرآیند سایه و بافت مواد را اصلاح می کند و امکان ایجاد الگوها و تصاویر پیچیده را فراهم می کند.

اتو مدوله شده با سرعت باعث می شود متن، عکس و کدهای QR به سطح اشیاء چاپ شده سه بعدی اضافه شوند، در حالی که درشتی سطح را می توان برای بهبود لمس قطعات اصلاح کرد. یک ابزار دیجیتالی نیز برای تولید خودکار دستورالعمل های چاپ سه بعدی برای مشخصات رنگ، سایه و بافت کاربر ایجاد شد.

مصطفی دوغان، یکی از نویسندگان این تحقیق، اظهار داشت: «امروز، ما چاپگرهای رومیزی داریم که از ترکیب هوشمند چند جوهر برای ایجاد طیفی از سایه ها و بافت ها استفاده می کنند. ما می خواهیم بتوانیم همین کار را با چاپگر سه بعدی انجام دهیم – از مجموعه محدودی از مواد برای ایجاد مجموعه ای بسیار متنوع از ویژگی ها برای اشیاء چاپ شده سه بعدی استفاده کنیم.

این تیم امیدوار است که این فرآیند جدید یک «نرم‌افزار مرحله‌ای» را به شکلی «چاپی‌تر، گویا و پایدارتر از چاپ سه‌بعدی» تسهیل کند.

این مطالعه با عنوان: “اتو مدوله شده با سرعت: سایه با وضوح بالا و گرادیان های بافت در چاپ سه بعدی تک ماده”. یافته‌های آن در سمپوزیوم انجمن ماشین‌های محاسباتی (ASM) در زمینه نرم‌افزار و فناوری رابط کاربری از 13 تا 16 اکتبر ارائه خواهد شد.

بخوان:  Hands On With The Flashforge Adventurer 4 Pro, Part 3 « Fabbaloo
بلوک های سایه دار با استفاده از اتوی مدوله شده با سرعت چاپ سه بعدی. عکس از طریق MIT و دانشگاه صنعتی دلفت.

چاپ سه بعدی چند رنگ با یک ماده واحد

اکثر پرینترهای سه بعدی چند رنگ از مواد متعددی استفاده می کنند، یا بین سر ابزار جابجا می شوند یا مواد مختلف را از طریق یک نازل اکسترود می کنند. این فرآیندها عموماً کند و ناکارآمد هستند.

در حالت دوم، نازل باید قبل از اکسترود کردن مواد تا دمای مورد نظر گرم شود. این فرآیند وقت گیر می تواند باعث تخریب مواد در هنگام رسیدن به دمای بالاتر شود. همچنین مواد قابل توجهی را هدر می دهد زیرا فیلامنت باید قبل از چاپ سه بعدی مواد بعدی پاک شود.

برای غلبه بر این چالش ها، تیم MIT و Delft تکنیک جدید اتو کردن خود را توسعه دادند. یک نازل سه بعدی مواد حساس به دما را چاپ می کند، که سپس گرم شده و توسط یک نازل خالی فعال می شود.

دمای نازل دوم ثابت می ماند. این لایه با سرعت های مختلف از روی لایه پرینت سه بعدی عبور می کند و آن را در معرض سطوح مختلف گرما قرار می دهد. این تغییرات کلیدی برای دستیابی به خواص و سایه های مورد نظر هستند.

مروه علوی، یک دانشجوی فارغ التحصیل مهندسی مکانیک در MIT که بر روی این مطالعه کار کرده است، این فرآیند را با حرکت انگشت روی شعله مقایسه می کند. او توضیح داد: «اگر آن را به سرعت حرکت دهید، ممکن است نسوزند. اما اگر آن را به آرامی روی شعله بکشید، انگشت شما به دمای بالاتری می رسد.

برای تعیین سرعت نازل مورد نیاز برای دستیابی به دماهای خاص، محققان یک مدل نظری ایجاد کردند که خواص واکنشگر حرارتی ماده را با دمای خروجی آن مرتبط می‌کند. این ترکیب به تیم اجازه داد تا سرعت نازل خاص مورد نیاز برای تولید رنگ‌ها، سایه‌ها و بافت‌های سطحی خاص را تعیین کند.

این مدل در یک ابزار کاربرپسند گنجانده شده است که می تواند تصاویر، سایه ها، الگوها و بافت مورد نیاز را به کد G قابل چاپ سه بعدی تبدیل کند.

بخوان:  Video: How a Marionette 3D Printer Works - 3DPrinting.com

پرینت سه بعدی با سرعت بالا و کم مصرف

محققان تکنیک اتو تعدیل‌شده سرعت خود را با استفاده از سه ماده مختلف پاسخ‌دهنده به گرما آزمایش کردند: یک پلیمر کف‌کننده (LW-PLA)، یک رشته PLA پر از الیاف چوب و دیگری پر شده از الیاف چوب پنبه.

LW-PLA دارای یک عامل کف کننده است که در هنگام گرم شدن، رشته را به یک ساختار سلول بسته تبدیل می کند. این سلول ها با اعمال گرمای بیشتر منبسط می شوند و نور را پراکنده می کنند که رنگ های روشن ایجاد می کند و کدورت را افزایش می دهد. سایر رشته‌های پر شده از چوب و چوب پنبه هنگام قرار گرفتن در معرض گرما که ناشی از پیرولیز است، به تدریج رنگ تیره‌تری از خود نشان می‌دهند.

در طول آزمایش، محققان از این روش برای پرینت سه بعدی طیفی از اشیاء از جمله یک فنجان منقش به عکس، مجسمه های سایه دار و بطری های آب نیمه شفاف استفاده کردند.

در هنگام ساختن دومی، تیم برخی از لایه‌های LW-PLA را با سرعت کم اتو کرد تا سطوحی مات بسازند و سایر مناطق را با سرعت بالا اتو کردند تا شفاف شوند. یک دسته دوچرخه پرینت شده سه بعدی نیز با زبری متفاوت برای بهبود چسبندگی تولید شد.

پرینت سه بعدی این قطعات بر روی پرینترهای سه بعدی چند ماده ای معمولی کارایی بسیار کمتری دارد. اتوی تعدیل‌شده سرعت زمان‌های پرینت سه بعدی را سریع‌تر باز می‌کند و مصرف مواد را کاهش می‌دهد.

برای مثال، ساخت یک فنجان با تصویری از انیشتین تنها 2 ساعت و 30 متر با استفاده از روش محقق ساخته شد. طبق گزارش‌ها، چاپ سه‌بعدی همان شی در آزمایشگاه Bambu Lab X1-Carbon، که مواد را هنگام تعویض فیلامنت پاک می‌کند، ۱۴ ساعت و ۳۰ دقیقه طول کشید. همچنین بیش از ده برابر مقدار مواد استفاده می شود.

بطری های آب پرینت سه بعدی با استفاده از اتو مدوله شده با سرعت. عکس از طریق عکس از طریق MIT و دانشگاه صنعتی دلفت.
بطری های آب پرینت سه بعدی با استفاده از اتو مدوله شده با سرعت. عکس از طریق عکس از طریق MIT و دانشگاه صنعتی دلفت.

پیشرفت در چاپ سه بعدی چند رنگ

تلاش ها برای بهینه سازی چاپ سه بعدی چند رنگ در دانشگاه ها و موسسات تحقیقاتی مورد توجه قرار گرفته است. در واقع، تیم MIT-Delft اولین کسی نیست که چاپ سه بعدی چند رنگ را با یک ماده واحد بررسی می کند.

بخوان:  INTERVIEW: Thomas Batigne, Silicone 3D Printing with Lynxter

در اوایل سال جاری، محققان دانشگاه ایلینویز Urbana-Champaign و موسسه بکمن برای علوم و فناوری پیشرفته یک فرآیند چاپ سه بعدی چند رنگی را توسعه دادند که از یک جوهر استفاده می‌کند و جایگزین کارآمدتر و پایدارتری برای روش‌های موجود است.

این فرآیند از آفتاب پرست های تغییر رنگ الهام گرفت و از یک جوهرنویسی به کمک UV استفاده کرد که اجازه می دهد رنگ های ساختاری در حین پرینت سه بعدی تغییر کنند. این رنگ ها با موفقیت برنامه ریزی شدند تا طیف وسیعی از نور مرئی را منعکس کنند. این شامل بازسازی نقاشی “شب پرستاره” ونسان ون گوگ و یک آفتاب پرست پرینت سه بعدی چند رنگ بود.

در جاهای دیگر، دانشمندان دانشگاه فناوری آیندهوون (TUE) قبلاً جوهر کریستال مایع با تغییر رنگ سازگار با نوشتن مستقیم جوهر (DIW) را توسعه دادند. این ماده جدید از مواد طبیعی رنگین کمانی الهام گرفته شده است که بر اساس زاویه ای که از آن به آنها نگاه می شود تغییر رنگ می دهند.

این ماده دارای ویژگی های انعکاسی بود که توسط همترازی مارپیچ مولکول های آن تعیین می شود. این را می توان در طول پرینت سه بعدی با پارامترهای مختلف مانند سرعت چاپ سه بعدی کنترل کرد. در نهایت، تیم TUE استدلال کرد که این رویکرد چاپ سه بعدی چند رنگ برای کاربردهایی مانند نورپردازی تزئینی، سنسورهای پوشیدنی نرم برای نظارت بر سلامت، و اپتیک واقعیت افزوده ارزشمند است.

نامزدها اکنون برای سال 2024 باز هستند جوایز صنعت چاپ سه بعدی.

چه می کند آینده پرینت سه بعدی نگه دارید؟

چه کوتاه مدت گرایش های چاپ سه بعدی توسط کارشناسان صنعت برجسته شده است؟

مشترک شدن در خبرنامه صنعت چاپ سه بعدی تا از آخرین اخبار پرینت سه بعدی مطلع شوید.

شما همچنین می توانید ما را دنبال کنید توییتر، مانند ما فیس بوک صفحه و مشترک شوید صنعت چاپ سه بعدی یوتیوب کانال برای دسترسی به محتوای اختصاصی تر

تصویر ویژه بطری‌های آب را نشان می‌دهد که با استفاده از اتوی تعدیل‌شده سرعت چاپ شده‌اند. عکس از طریق عکس از طریق MIT و دانشگاه صنعتی دلفت.

منبع: https://3dprintingindustry.com/news/10x-less-waste-than-bambu-lab-speed-modulated-ironing-3d-printing-233460/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=10x-less-waste-than-bambu-lab-speed-modulated-ironing-3d-printing

نوشته ایجاد شد 97

نوشته های مرتبط

متنی که میخواهید برای جستجو وارد کرده و دکمه جستجو را فشار دهید. برای لغو دکمه ESC را فشار دهید.

بازگشت به بالا