MIT团队开发的FDM 3D打印机将打印速度提高10倍

2018年12月10日，南极熊从外媒获悉，麻省理工学院（MIT）的Jamison Go和John Hart教授开发了一款新的3D打印打印机，其最大的特点是可以实现他们所谓的Fast FFF（快速熔丝制造），速度可以是当前FDM 3D打印机的10倍。

桌面3D打印机非常适合按需创建高质量和复杂的零件，但它们最大的弱点始终是速度慢。它们一次只能打印一个对象，一次只打印一个薄层。 限制FDM / FFF 3D打印机速度的主要因素有四个：当线材被推入喷嘴时施加到线材​​上的力量；热量传递到线材的速度有多快；打印头在构建区域周围移动的速度；以及材料在挤出后固化的速率，因为它需要支撑下一层。

他们像大多数其他开发商一样，通过向打印完成的模型吹空气来解决固化问题。剩下的障碍需要更多的创造力。当推动线材时，通常通过在驱动齿轮和惰轮之间运行来完成;在驱动齿轮上施加张力，当驱动齿轮转动时，齿轮咬入线材并将其向下推动。如果线材上的张力太大，驱动齿轮会进入线材并在塑料堆积之前最终失去抓地力，而张力太小又会导致挤出时的滑动和间隙。

Go和Hart决定将线材穿过一个带螺纹的螺母，并用螺纹螺母来驱动耗材;当螺母通过电动机（通过皮带）转动时，线材下降。当螺母转动时，防扭辊可防止细丝扭曲。这种挤压方法不仅比典型的驱动齿轮装置更快，而且更精确。

用激光解决了加热线材的速度问题，足以使线材完全熔化。 石英腔内衬有反射器，当线材穿过腔室时，激光在内部反弹并在线材通过传统加热块之前预热线材。

最后，Go和Hart设计了一种伺服驱动的平行龙门系统，可以快速准确地移动打印头，几乎没有间隙，大多数台式3D打印机在打印速度过快时会出现抖动或波动。 在这里，速度主要是通过使用重型机架和强大的电机而不是新颖的解决方案来实现的。

新的打印机在速度测试中吸引了竞争对手，其中包括价值10万美元的商用3D打印机。研究团队制造的3D打印机售价15,000美元，因此不太可能很快上市。这种挤出方法快7到10倍，每小时可生产127立方厘米。打印质量可能更好，可能通过调整缩回和路径设置得到改善，但考虑到3D打印的速度，质量仍然非常好。

Hart还与剑桥大学的讲师Sebastian Pattinson合作，展示了一种用纤维素进行3D打印的技术。纤维素价格便宜，可再生，并且具有理想的机械性能，但是由于纤维素在加热时易于分解，因此用纤维素进行3D打印已证明是困难的。通过用醋酸盐处理纤维素，它们可以将其溶解在丙酮中并用3D打印机成功挤出。丙酮蒸发（并被捕获），仅留下醋酸纤维素。最后用氢氧化钠浴除去乙酸酯，结果是纤维素部分。二人3D打印了一套医用镊子，甚至还用一种抗菌染料注入3D打印件，这种染料对细菌的抵抗力提高了95％。

编译自：3ders