Экспериментальный FDM 3D-принтер от MIT печатает в десять раз быстрее коммерческих аналогов

Инженеры Массачусетского технологического института разработали настольный FDM 3D-принтер, печатающий в десять раз быстрее среднестатистических коммерческих моделей. Рассказываем, как это работает.Скорость прутковых 3D-принтеров ограничивается несколькими факторами. Если не брать в расчет жесткость конструкции, остается инерция печатающей головки, скорость нагревания пластика и надежность подачи филамента. Два инженера MIT, Джемисон Гоу и Анастасиос Харт, заявляют, что им удалось преодолеть все три барьера и повысить практическую скорость печати примерно в десять раз. Исследовав рынок, они определили, что средняя производительность коммерчески доступных FDM-принтеров составляет 20 кубических сантиметров в час. Экспериментальный аппарат способен печатать аналогичный объем в считанные минуты, что открывает массу возможностей.«Если у меня есть возможность напечатать прототип крепления или шестерни за пять-десять минут вместо часа или же деталь побольше во время обеденного перерыва вместо суточного ожидания, я могу проектировать, изготавливать и тестировать намного быстрее. По профессии я инженер-ремонтник, так что мне пригодился бы быстрый 3D-принтер в моем грузовике. Я мог бы печатать запасные части прямо на месте, выяснив что именно нужно заменить, и мне не пришлось бы ехать на склад и ковыряться в инвентаре», – рассказывает Харт. Помимо ремонта и локализованного производства запасных частей инженер указывает на возможность применения скоростных 3D-принтеров в медицине, например для экстренной печати хирургических моделей или кастомизированных инструментов. В конструкции 3D-принтера с кинематикой H-Bot применены два ключевых новшества. Во-первых, это протягивающий механизм, основанный на винтовой передаче. Роль винта выполняет специально подготовленный филамент с резьбой, приводимый в движение вращающейся гайкой. Такое решение обеспечивает повышенное сцепление в сравнении с привычными зубчатыми механизмами и гладкими филаментами. Во-вторых, это экспериментальный хотэнд, использующий для быстрого нагревания пластика лазерный излучатель. Лазер работает в проблесковом режиме, а частота пульсов позволяет поддерживать требуемую температуру. Сама печатающая сборка максимально облегчена для снижения инерции и вибраций. При использовании сопла диаметром в один миллиметр разработчикам удалось добиться скорости подачи в 282 см³/ч. Само собой, чем меньше диаметр отверстия, тем большее усилие приходится прилагать, а потому скорость продавливания снижается. Тем не менее, производительность настолько велика, что разработчики до сих пор мучаются с дизайном эффективного обдува, дабы модели не растекались под весом свежеуложенных слоев. Отчасти эту проблему планируется решить за счет оптимизированных алгоритмов позиционирования головки. Команда надеется сделать технологию совместимой с тугоплавкими инженерными термопластами и композитными материалами, а также рассматривает возможность создания крупноформатных аддитивных установок. Демонстрация работы опытного 3D-принтера представлена в видеоролике ниже, а ознакомиться с докладом можно по этой ссылке. Перед просмотром рекомендуем пристегнуться: А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.