Новая технология позволяет 3D-принтерам создавать изделия из разных материалов
Обычно при использовании стандартного 3D-принтера довольно сложно напечатать один объект, состоящий из нескольких материалов. Однако экспериментальная новая система может упростить задачу, используя «программируемую систему накала».
Большинство 3D-принтеров потребительского уровня создают объекты с помощью процесса, известного как моделирование методом наплавления. Это включает в себя загрузку в них катушки полимерной нити, которую они затем нагревают до температуры плавления, а затем выдавливают из своего сопла. Таким образом они создают элементы по одному горизонтальному слою за раз.
Если вы хотите напечатать на 3D-принтере объект, содержащий несколько типов полимеров (например, разного цвета), вам обычно приходится менять местами катушки с полимерными нитями в принтере, так как он печатает разные части объекта.
Это может быть очень неудобно. Например, если вы печатали вазу с вертикальными полосами разного цвета по бокам, вам пришлось бы менять нити на каждом напечатанном слое. Вот тут и пригодится программируемая система накала.
Она начинается с анализа компьютерной модели объекта, который нужно напечатать, определения того, какие части этого объекта будут напечатаны из каких полимеров и в каком порядке. Затем она использует существующий 3D-принтер для создания индивидуальной катушки с нитью, разные части которой сделаны из разных полимеров.
Эта катушка напечатана в виде плоской горизонтальной спирали. Для начала печатаются все секции, которые должны быть изготовлены из первого типа полимера, с зазорами между ними, где будет проходить другой полимер (-ы). Затем в эти зазоры наносят один или несколько других полимеров, при этом стыки между различными участками нити сращиваются.
Хотя процесс по-прежнему требует, чтобы пользователь вручную менял катушки с разными источниками, это нужно делать только один раз для каждого типа используемого полимера.
После того, как полученная катушка из мультиполимерного композита загружена в принтер, объект можно распечатать за один раз. В тех точках процесса сборки, где должны произойти изменения между типами полимеров, экструдированная «запрограммированная» нить изменится соответствующим образом.
Система разрабатывается при сотрудничестве ученых из Университета Мэйдзи (Япония), Университета Осаки и Техасского университета A&M.
Документ об исследовании был недавно представлен на онлайн-конференции ACM UIST.