Исследователи Северо-Западного университета разработали новый, футуристический 3D-принтер, который настолько велик и настолько быстро он может печатать объекты размерами взрослого человека всего за пару часов.
Называется гусли (высокая зона быстрого печатания), новая технология обеспечивает рекордную пропускную способность, которая может производить продукцию по требованию. За последние 30 лет, большинство усилий в сфере 3D-печати были направлены на преодоление ограничений традиционных технологий. Часто, в погоне за большей части за счет скорости, пропускной способности и разрешения. С технологией арфы, этот компромисс является ненужным, что позволяет ему конкурировать с разрешения и пропускной способности традиционных методов производства.
Прототип технологии Харп составляет 13 футов высотой с 2,5 квадратных футов печать и может печатать около полуметра в час-рекордная пропускная способность для области 3D-печати. Это означает, что он может печатать один большой частей или различных мелких деталей сразу.
«3D печать-это концептуально мощный, но был ограничен практически», — сказал Северозападного Чад А. Миркин, который вел разработку продукта. «Если бы мы могли печатать быстро, без ограничений по материалам и размерам, мы могли бы революционизировать производство. Харп намерен сделать это».
Миркин прогнозирует, что гусли будут доступны в продаже в ближайшие 18 месяцев.
Произведение будет опубликовано октября. 18 в журнале Science. Миркин является Джордж Б. профессор Rathmann химии в колледж Северозападного Вайнберга искусств и наук и директор Международного Института нанотехнологий. Дэвид Уокер и Джеймс Хедрик, оба исследователя в лаборатории Миркин, в соавторстве бумаги.
Держать его прохладно
Харп использует новую, запатентованную версию стереолитографии, тип 3D-печати, которая преобразует жидкий пластик в твердые предметы. Харп печатает вертикально и использует прогнозируемые ультрафиолетовый свет, чтобы вылечить жидкие смолы в закаленной пластмассы. Этот процесс может распечатать штук, которые находятся жесткий, эластичный или даже керамическая. Они постоянно печатаются части механической прочностью в отличие от слоистой структуры, общие для других 3D-технологий печати. Они могут быть использованы в качестве деталей для автомобилей, самолетов, стоматологии, ортопедии, Моды и многое другое.
Главным ограничивающим фактором для современных 3D принтеров-это тепло. Каждая смола на основе 3D-принтер генерирует большое количество тепла при работе на высоких скоростях, иногда превышающих 180 градусов по Цельсию. Это не только приведет к опасной температуры горячей поверхности, он также может вызвать напечатанные части рассыхаются и деформируются. Чем быстрее это будет, тем больше тепла принтер создает. А если он большой и быстрый, жара невероятно интенсивным.
Эту проблему убедил большинство 3D-печати компании остаются маленькими. «Когда эти принтеры работать на высоких скоростях, большая часть тепла генерируется из полимеризации смолы», — сказал Уокер. «У них нет никакого способа, чтобы рассеять ее».
‘Жидкий Тефлон’
Северо-западные технологии обходит эту проблему с антипригарной жидкостью, которая ведет себя как жидкость тефлон. Проекты Харп свет через окно, чтобы укрепить смолой на верхней части вертикально движущейся плиты. Жидкий тефлон течет над окном для отвода тепла, а затем распространяет его через блок охлаждения.
«Наша технология генерирует тепло так же, как другие», — сказал Миркин. «Но у нас есть интерфейс, который снимает тепло».
«Интерфейс также антипригарным покрытием, которое удерживает смолу с налипшими на сам принтер», — добавил Хедрик. «Это увеличивает скорость принтера на сторицей, потому что детали не должны быть повторно колоть от нижней части принт-НДС».
Прощай, склады
Современные методы производства могут быть громоздких процессов. Они часто требуют заполнения предварительно разработанных форм, которые являются дорогостоящими, статические и занимают ценное место. С помощью формочек, производителей печатать детали заранее-часто гадать, сколько их может понадобиться … и хранить их в гигантские склады.
Хотя 3D-печать переходит от прототипирования до изготовления, современные 3D-принтеры’ размер и скорость ограничили их мелкосерийное производство. Харп-это первый принтер, который может обрабатывать большие партии и большие части в дополнение к небольшой части.
«Когда вы можете печатать быстро и большой, он может действительно изменить то, как мы думаем о производства», — сказал Миркин. «С гуслями, вы можете построить все, что вы хотите, без формы и без полный склад запчастей. Вы можете напечатать что-нибыдь вы можете представить по требованию».
Самая большая в своем классе
В то время как другие печатные технологии замедлился или уменьшить их разрешение, чтобы пойти большой, гусли не такие уступки.
«Очевидно, что существует множество видов 3D-принтеров, там можно увидеть принтеры оформление зданий, мостов и кузова автомобилей, и, наоборот, вы видите принтеров, который может сделать мелких деталей на очень высоком разрешении», — сказал Уокер. «Мы рады, потому что это самая большая и высокая пропускная способность принтера в своем классе.»
Принтеры по шкале Арфа часто производят детали, которые должны быть шлифованные или обработанные вплоть до их окончательной геометрии. Это добавляет большие затраты труда в процессе производства. Арфа в классе 3D-принтеры, которые использует высокого разрешения светло-кучность для достижения готовых деталей без значительной последующей обработки. Результатом является коммерчески жизнеспособным маршрут на производство потребительских товаров.
Нано идет большой
Миркин изобрели самый маленький принтер в мире в 1999 году. Называется дип-Пен нанолитография, технология использует крошечные ручки для массива наноразмерных объектов. Затем он перешел массив крошечных ручек, что каналы света через каждое перо в локально генерировать объекты из фото-чувствительных материалов. Специальный интерфейс антипригарным покрытием, используемых в Харп возникла во время работы, чтобы развивать эту технологию в наноразмерных 3D-принтер.
«С объемной точки зрения, мы охватили более 18 порядков,» — сказал Миркин.
Исследование «Быстрый, большой объем, термостатируемых 3D-печати с помощью мобильных жидкость,» поддержали ВВС Управления научных исследований (премия количество FA9550-16-1-0150), Министерства энергетики США (премия количество де-SC0000989) и Шерман Фэйрчайлд Фонда.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!