Хотя технология 3D-печати постоянно совершенствуется, она все еще ограничена длительным временем печати и низким разрешением. Новая разработка может с этим помочь. Она позволяет одновременно использовать несколько печатающих сопел, радикально сокращая время печати.
В обычном 3D-принтере FDM (печатающем при помощи расплавленных пластиковых нитей) расплавленный пластик или смолу выдавливают через сопло, слой за слоем формируя трехмерный объект. Слои связываются друг с другом по мере застывания. В течение всего процесса печати сопло перемещается над фигурой.
Излишне говорить, что печать крупных объектов таким образом может занять очень много времени. Процесс можно ускорить за счет использования более широкого сопла. Это позволяет одновременно выдавать большее количество материала. Но при этом каждый отдельный слой становится более толстым. Соответственно, фигура становится более грубой и теряет детализацию. Именно эту проблему решает новая технология мультиплексных плавких нитей (MF3).
Технология MF3 разработана командой Университета Ратгерса в Нью-Джерси. Она использует несколько небольших сопел, которые установлены на едином портале. По мере перемещения этого портала, каждое сопло независимо от других выдает материал в зависимости расположения этого сопла относительно печатаемого объекта.
Это означает, что различные части объекта печатаются одновременно из относительно тонких слоев материала. В результате объект печатается гораздо быстрее, но с высоким разрешением.
«Ядро нашей технологии - это управляющее программное обеспечение, которое мы разработали, чтобы управлять подачей материала для каждого сопла независимо, даже если все сопла следуют по одной и той же траектории движения. Мы также разработали тепловое моделирование, чтобы помочь нам лучше понять связи между различными секциями. Настраивая различные параметры, мы можем гарантировать, что нанесенная нить будет должным образом схватываться с ранее охлажденной нитью», - поясняет ведущий ученый Джереми Климан.
Технологию MF3 можно использовать для быстрой печати больших объектов, либо для создания нескольких небольших фигур одновременно. Дополнительный бонус - если одно из сопел выходит из строя, программное обеспечение меняет процесс печати так, чтобы одно или несколько других сопел компенсировали этот пробел.
«Нам потребуется больше тестов, чтобы изучить прочность и геометрический потенциал фигур, которые мы можем создавать. Но пока все выглядит так, что эта технология изменит правила игры в отрасли 3D-печати», - говорит Климан.
Технология описана в журнале Additive Manufacturing.
