新的燈絲技術(shù)讓普通的3D打印機(jī)制造出多種材質(zhì)的物品

通常，當(dāng)使用現(xiàn)成的3D打印機(jī)時(shí)，很難打印包含多種材質(zhì)的單個(gè)對(duì)象。不過(guò)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的新系統(tǒng)可以通過(guò)使用“可編程燈絲”使之更容易實(shí)現(xiàn)

大多數(shù)消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)通過(guò)一種稱為熔融沉積建模的過(guò)程來(lái)創(chuàng)建對(duì)象。這包括用一卷聚合物長(zhǎng)絲把它們裝上，然后加熱到熔點(diǎn)，然后從打印噴嘴擠出。通過(guò)這種方式，他們建立項(xiàng)目，一次一個(gè)水平層。

如果要對(duì)包含多種類型聚合物（例如不同顏色的聚合物）的對(duì)象進(jìn)行三維打印，通常需要在打印機(jī)中交換各種聚合物長(zhǎng)絲線軸，因?yàn)榇蛴C(jī)正在打印對(duì)象的不同部分。

這可以想象得非常巧妙。例如，如果你要打印一個(gè)側(cè)面有不同顏色垂直條紋的花瓶，你必須在每一層的細(xì)絲之間交換。這就是可編程燈絲系統(tǒng)的用武之地。

它首先分析待打印對(duì)象的計(jì)算機(jī)模型，確定該項(xiàng)目的哪些部分將從哪些聚合物中打印出來(lái)，以及按什么順序打印。然后，它利用現(xiàn)有的三維打印機(jī)創(chuàng)建一個(gè)定制的長(zhǎng)絲線軸，不同的部分由不同的聚合物制成。

這個(gè)線軸被打印成一個(gè)水平螺旋線。首先，所有需要由第一種聚合物制成的部分都會(huì)打印出來(lái)，在它們之間留有其他聚合物要去的地方。然后將一個(gè)或多個(gè)其他聚合物沉積到這些間隙中，并將燈絲不同部分之間的接頭拼接在一起。

雖然該過(guò)程仍然需要用戶手動(dòng)交換不同的源線軸，但對(duì)于所使用的每種聚合物，只需進(jìn)行一次。

一旦生成的多聚合物復(fù)合線軸裝入打印機(jī)，就可以一次性打印對(duì)象。在構(gòu)建過(guò)程中需要在聚合物類型之間發(fā)生變化的點(diǎn)，擠出的“編程”長(zhǎng)絲將相應(yīng)地發(fā)生變化。

明治大學(xué)是由日本明治大學(xué)和日本大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的。下面的視頻演示了這一點(diǎn)。

最近通過(guò)acmuist在線會(huì)議發(fā)表了一篇關(guān)于這項(xiàng)研究的論文。