麻省理工學(xué)院（MIT）Mechanosynthesis Group的Jamison Go和John Hart教授開(kāi)發(fā)出了一種全新的3D打印機(jī)，打印速度是同類產(chǎn)品的10倍。

Mechanosynthesis Group的Jamison Go和John Hart教授

3D打印機(jī)非常適合按照需要?jiǎng)?chuàng)建高質(zhì)量和復(fù)雜的零件，但它們最大的弱點(diǎn)始終是速度。它們一次只能打印一個(gè)對(duì)象，一次只打印一個(gè)薄層。限制3D打印機(jī)速度的因素有許多，其中最主要的是四個(gè)：當(dāng)材料絲被推入噴嘴時(shí)可以施加到材料絲上的力量；熱量傳遞到材料絲上融化它的速度；打印頭在打印區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的速度；以及材料在擠出后固化的速度，因?yàn)樾枰袒笾蜗乱粚硬牧稀?/p>

麻省理工學(xué)院的兩位教授決定讓材料絲穿過(guò)打印頭，當(dāng)打印頭被電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)（通過(guò)皮帶）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，材料絲向下移動(dòng)。當(dāng)打印頭轉(zhuǎn)動(dòng)，防扭輥可以防止材料絲卷曲。這種擠壓方法不僅比通常的驅(qū)動(dòng)齒輪裝置更快，而且也更精確。

新3D打印機(jī)內(nèi)部示意

應(yīng)對(duì)另一個(gè)難題——材料絲加熱速度。激光可以使材料絲融化的速度足夠快。石英腔內(nèi)襯有激光反射器，當(dāng)材料絲穿過(guò)腔室時(shí)，激光在內(nèi)部反射并在材料絲通過(guò)傳統(tǒng)加熱塊之前對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱。

最后，麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)了一種伺服驅(qū)動(dòng)的平行龍門系統(tǒng)，可以快速準(zhǔn)確地移動(dòng)打印頭，幾乎沒(méi)有抖動(dòng)，大多數(shù)臺(tái)式3D打印機(jī)在打印速度過(guò)快時(shí)會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)或顫動(dòng)。在這里，速度主要是通過(guò)使用重型機(jī)架和強(qiáng)大的電機(jī)而不是通過(guò)新穎的解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

新的打印機(jī)在速度測(cè)試中勝過(guò)了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手--包括價(jià)值一臺(tái)10萬(wàn)美元的商用3D打印機(jī)，而該研究團(tuán)隊(duì)制造3D打印機(jī)花費(fèi)了15,000美元。與傳統(tǒng)做法相比，這種擠出方法要快7到10倍，每小時(shí)可生產(chǎn)127立方厘米。傳統(tǒng)打印機(jī)的打印質(zhì)量可能更好一點(diǎn)，這可能是通過(guò)調(diào)整縮回和路徑設(shè)置得到的改善，但考慮到3D打印的速度，新3D打印機(jī)的打印質(zhì)量仍然是非常好的。