3D打印爱好者福音:单喷嘴3D打印机也能打印颜色多样的模型 点击:20 | 回复:0



创想三维

    
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发表于:2021-01-04 17:23:30
楼主

在3D打印技术种类中,FDM3D打印机可以说是比较常见的一种,而且价格也相对友好。FDM3D打印机打印出来的颜色单一,即使采用双喷头也只能打印两种颜色。那如果只有 FDM3D打印机、还想打印出颜色丰富的成型件该怎么办?

FDM ( Fused Deposition Modeling ) 是通过熔融层积成型来进行 3D打印,即把热塑性材料,如蜡、ABS、尼龙等以丝状供料,这些材料会在喷头内被加热熔化,然后打印成型。这种方法的好处是热熔挤压头系统构造原理和操作简单,维护成本低,系统运行安全。

通常情况下,一台 3D打印机是难以在单个物品上使用多种材料的。不过通过实验性的 " 可编程耗材 " 技术,Haruku Takahashi 团队已经让这项复杂工作变得相对更加轻松。据悉,大多数消费级3D打印机都需要借助所谓的 " 熔融沉积 " 工艺来完成模型的制作。即先将耗材装入机器,加热到熔点,然后从喷嘴中挤出。

在最近举行的 ACM UIST 大会上,来自明治大学、大阪大学以及德克萨斯 A&M 大学的研究人员发表了一项研究结果:仅利用创想三维单喷头的FDM3D打印机,无需增加额外硬件就能打印出结构复杂、颜色多样,甚至是不同材料组成的打印件。

比如,这只小猫是由单一材料以聚乳酸 ( PLA ) 为材料制成的打印件,它的爪子和尾巴都是白色,而耳朵内部是粉色的。

实际上,他们是间接打印出小猫和手表的,也就是说,他们先打印出一根由不同材料制成的长丝,然后再利用这个长丝打印出他们想要的成型件。

这个过程包括两个步骤:创建长丝和打印部件。实际上,部件的打印过程相当枯燥,和打印普通的部件过程没有什么区别,唯一不同的是,完成打印后,部件不同的地方有着不同的材料,研究人员需要将这些材料预先编程到长丝中的,并准确地指明它们所在的位置和长度。

首先,系统可以对需要打印的模型进行分析,推算聚合物耗材的打印顺序。然后利用现有的耗材输送方案,只是换成了由不同的聚合物来组成相应部分。

此外为了保证打印质量,还可在单线程输送的一根耗材上预留一定的缓冲间隙,最终将一种或多种聚合物耗材熔接到一起。

毋庸置疑,在制作长丝的过程中涉及了大量的计算,因为这些长丝必须在它的结构中体现出最终物体中每一种材料的位置,这就变得非常复杂,因为它取决于物体的几何形状和打印头的路径。

当然,除了装载一次填充的3D打印耗材,这套方案也允许用户手动置换不同的材料。最后,有关这项研究的详情,已在近日的 ACM UIST 线上会议期间进行了探讨。




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