Разработана система, которая может значительно упростить использование новых материалов для 3D-печати. Умный принтер сам подстраивается под незнакомый материал. Это позволит применять в печати экологичные материалы, полностью созданные из возобновляемого сырья, или обладающие большей степенью переработки, чем существующие варианты.
Сложности настройки
Большинство 3D-принтеров используют технологию печати расплавленной нитью (FFF). Она заключается в нагреве полимерной нити до температуры плавления и выдавливании ее через сопло. Слои расплавленного материала последовательно накладываются друг на друга, остывая и сплавляясь, образуя единый объект.
Однако процесс настройки печати не так прост. В зависимости от состава полимера, нить необходимо нагревать до определенной температуры, подавать с определенным давлением и скоростью. С учетом этих и других параметров, разработчикам материалов обычно приходится определять до 100 настроек для печати. Вся эта информация затем должна быть введена в программное обеспечение принтера. Из-за трудоемкости ручного ввода производители материалов часто предпочитают проверенные варианты, а не экспериментируют с новыми разработками.
Для решения этой проблемы ученые из Массачусетского технологического института, Национального института стандартов и технологий США и Национального центра научных исследований Греции создали новую систему, которая позволяет принтеру самостоятельно настраивать себя.
Как это работает?
Система использует специальный 3D-принтер с экструдером, оснащенным датчиками температуры, давления и скорости подачи материала.
В 20-минутном тесте сопло экструдера сначала нагревается до максимально допустимой температуры, а материал выдавливается с заданной скоростью. Затем нагрев отключается, и материал продолжает выдавливаться при разном давлении и постепенно понижающейся температуре сопла по мере его охлаждения.
Процесс повторяется при различных скоростях подачи материала в течение 20 минут. По окончании теста программное обеспечение системы анализирует, как материал реагирует на определенные температуры, давление и скорость подачи. Эта информация затем может быть добавлена в файлы управления обычных FFF 3D-принтеров для печати объектами из нового материала.
Технология уже была успешно протестирована на шести различных материалах. по словам разработчиков, новая технология позволит активнее использовать в 3D-печати интересные материалы на биологической основе, полученные из различных экологически чистых источников.
Разработка описана в статье, опубликованной в журнале Integrating Materials and Manufacturing Innovation.
