Печать нескольких материалов с разными свойствами на одном устройстве

9

Я искал в Интернете и нашел различные 3D-принтеры с различными преимуществами и материалами, которые они могут печатать - некоторые даже многоцветные.

Тем не менее, я не могу найти принтер, который может печатать несколько материалов с различными свойствами; например, одновременно печатая PLA и металл. Есть ли такой принтер в наличии или в разработке?

pwghost
источник
Какую технологию металлической печати вы имеете в виду?
Амра
Чтобы расширить вопрос @ amra: под «разными свойствами материала» вы подразумеваете обычные нити настольного 3D-принтера, такие как пластмассовые сплавы, гибкие материалы и т. Д., Или совершенно разные нити с разными механизмами экструдера?
Tormod Haugene

Ответы:

7

Да и нет.

например, одновременная печать из пластика и, скажем, металла. Такой принтер доступен или находится в разработке?

Практически говоря, нет. Для металлической печати требуется значительно более высокая температура, чем для пластика, и эти два процесса настолько несовместимы, что в настоящее время нет хороших решений, которые позволили бы одному принтеру печатать оба на одном отпечатке. Будь то экструдирование нити, лазерное спекание или отверждение смол, используемые материалы должны быть достаточно схожи в технологической среде, чтобы печатать рядом друг с другом без проблем.

Существует много принтеров, предназначенных для печати нескольких материалов путем замены печатающей головки. Например, вы можете использовать экструдер с керамической пастой, а затем заменить головку для следующей печати, используя пластик.

В прошлом были попытки, и некоторые усилия продолжаются, чтобы решить эту проблему. Например, древесный металл, низкотемпературный сплав, можно заливать при температурах, совместимых с пластмассами, поэтому можно создать принтер, который печатает пластик, оставляя впадины или пустоты в пластике, тогда тот же принтер во время этой печати будет лить расплавленный металл. в эти области, которые затем затвердевает во внутреннюю структуру металла. Они предназначены для схемотехнического и электрического использования, однако по-прежнему существуют серьезные проблемы, поскольку различия в тепловом расширении в этих материалах приводят к напряжению и плохой надежности.

Таким образом, хотя некоторые из этих процессов находятся в стадии разработки, они все еще находятся на экспериментальной стадии, и существуют серьезные проблемы, которые необходимо преодолеть, прежде чем принтеры смогут печатать различные материалы за один сеанс печати.

Конечно, вы можете найти пластмассы с таким широким спектром характеристик, что их можно рассматривать как печать разных материалов. Теперь возможны пластмассы, пропитанные древесными волокнами, печать рядом с проводящими пластмассами с графитом, печать рядом с гибкими пластмассами и т. Д., И т. Д., И в зависимости от ваших требований они могут удовлетворить ваши потребности.

Адам Дэвис
источник
спасибо за подробный комментарий! Вы говорите: Итак, хотя некоторые из этих процессов находятся в стадии разработки, они все еще находятся на экспериментальной стадии, и существуют серьезные проблемы, которые необходимо преодолеть, прежде чем принтеры смогут печатать различные материалы за один сеанс печати. Вы знаете, какие это экспериментальные принтеры?
pwghost
@pwghost вот один пример: blog.reprap.org/2012/04/some-more-printed-circuitry.html?m=1
Адам Дэвис,
3

По большей части, вы можете достичь этого с помощью двойного экструдера. Тем не менее, двойное выдавливание лучше всего подходит для многоцветной печати или печати с использованием вспомогательного материала. Например, печать детали с использованием PLA и всех материалов подложки с использованием водорастворимого PVA.

На практике печать двух совершенно разных материалов не является надежной инженерной практикой, так как они потенциально могут недостаточно хорошо связать друг с другом. Таким образом, в случае чистого металла и чистого пластика эти два материала не будут хорошо сцепляться, потому что они не будут оба в одном и том же физическом состоянии в любой момент времени.

Однако лучшим вариантом будет принтер типа MarkForged, в котором используется комбинированный подход, объединяющий обычное связующее (ABS, PLA, нейлон и т. Д.) И прочный материал, такой как углеродное волокно, стекловолокно или кевлар.

tbm0115
источник
спасибо за ваш комментарий, хм интересно, так что вообще нет принтера, который может печатать несколько материалов? почему нет никаких исследований в этой области, чтобы это произошло? нет спроса на что-то подобное?
pwghost
Технически двойные экструдированные FDM-принтеры могут печатать разные материалы, но они будут пластиковыми или композитными. Я не думаю, что такая машина будет нужна. Основное внимание уделяется материаловедению и разработке композитных материалов в любом случае. Металлы тяжелые, но свойства отличные. Пластик легкий, но свойства вообще отстойные. Фокус сейчас, чтобы просто объединить их. Эти виды композитов могут использоваться на принтерах FDM и FFF.
tbm0115
Как вы думаете, есть рынок для печати на пластике, стекле и металле на одной машине?
pwghost
Возможно, это просто зависит от того, на чем вы сосредоточитесь на производстве. Лично я не вижу, как / почему вы пытались бы печатать на стеклах предметы искусства / ремесла или переоборудование. Вы можете, однако, достичь некоторых свойств стекла в пластике.
tbm0115
Я и кто-то другой придумали метод, который позволяет (мы думаем) печатать металл, пластик и кремний в одной модели, что позволяет создавать модели из металла / пластика / стекла и схемы всего лишь за один шаг на одном станке. Лично я думаю, что есть рынок для этого, потому что это позволило бы создавать законченные функционирующие продукты. если мы сможем получить разрешение до 5um, мы можем сделать контроллеры pic и т. д.
pwghost