研究

马萨诸塞大学的研究人员开发了高密度的生产正在申请专利的“注入印花”工艺

从研究者马萨诸塞州洛厄尔大学已经开发的混合制造该星相FFF 3D印刷和注塑的新方法。

称为“喷射印刷”,该新方法增加生产速率,同时改善显著部件的强度和刚度。该研究的主要作者,大卫Kazmer,自申请了专利的技术。

喷射印刷过程的横截面。通过麻省大学形象。
喷射印刷过程的横截面。通过麻省大学形象。

FFF VS注塑

挤出基于3D的印刷,或FFF,是附加的制造中最广泛使用的子技术。它包括加热热塑性长丝直到其熔融,然后将其通过一个小喷嘴典型地仅在直径0.4毫米选择性沉积。

FFF印刷部件不被消减或形成性技术的几何限制束缚,但他们也有自己的缺点。他们往往缺乏机械强度部门,往往有差的特征分辨率,并且通常不适合自己的高产量生产。

与此相反,注射成型,而仅限于模具的形状,产生具有在显著更高容量不匹配的机械性能的聚合物的部分。新的喷射印刷方法旨在消除该间隙,在这两种技术的长处,以形成优良杂种。

它是如何工作的?

注射实际打印在一个相当简单的前提操作 - 中空壳是FFF印刷和相同的喷嘴被用于将聚合物注入所得空腔,给部分“100%填充”。它利用的hotend的,以改变它的温度,用较低的温度下印刷的外壳和更高的温度下注入填充能力。在较高温度下,热塑性塑料是接近全液体状态,从而它们的流速增加,这使得它们更适合的体积的填料。

为了测试针对常规FFF打印的过程的性能,研究人员印刷(和填充的)冲击试样和拉伸条由ABS制成。然后,小组相比,零件的一组几何形状相同,只3D印刷同行。

的FFF份(左)和喷射印刷部件(右)破坏表面。通过麻省大学的照片。
的FFF份(左)和喷射印刷部件(右)破坏表面。通过麻省大学的照片。

结果发现,平均刚度,强度和应变所注入的部分的故障分别高出21%,47%,和35%作为较高密度和各向同性的结果。由于相同的线性速度打印用于两个样本集,这也发现喷射印刷约为3.2倍比标准FFF打印速度更快。研究人员认为,新的过程具有很大的潜力,这两种技术之间的中间路线,并且目前正在等待专利批准。

FFF印刷冲击试样(左)和喷射印刷冲击试样(右)的破坏面。通过麻省大学的照片。
FFF印刷冲击试样(左)和喷射印刷冲击试样(右)的破坏面。通过麻省大学的照片。

该研究的更多细节可以在题为“的文件中找到喷射打印:经由壳材挤出和填充添加剂成型”。它是合着由大卫Kazmer和奥斯汀大肠。

三维打印先前结合注塑联合使用在出价以产生更强,更功能部件。就在去年,从研究人员阿斯隆理工学院组合的添加剂制造及注塑成型,使药物更容易吞咽。个性化的3D打印机药丸有一个自定义的微注射双层能够在特定的量释放药物。

在其他地方,在丹麦,制造商AddiFab结合这两个过程以创建更强的固体铸件。小说自由曲面注塑工艺包括三个步骤:一模具设计3D经由SLA技术印刷,冲洗并进行后处理,并与另一种液体聚合物注射。一旦在水溶液中的模具溶解,固体铸件是所有遗迹。

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精选图像示出了喷射印刷过程的横截面。通过麻省大学形象。