Следующее поколение 3D-печати ORNL: печатает два материала сразу и сверхточно

Ученые из Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) Министерства энергетики США (DOE) продемонстрировали то, что они называют «системой 3D-печати нового поколения» Ключевым нововведением здесь является мультиплексное сопло, которое может обеспечить масштабируемую 3D-печать в промышленности, сводя к минимуму типичные компромиссы в отношении размера, веса и сложности получаемых изделий Важно отметить, что эта технология также позволяет печатать разными материалами одновременно.

По сравнению со многими другими отраслями 3D-печать всё ещё находится в зачаточном состоянии, поэтому пути оптимизации могут быть довольно радикальными и существенно влиять на технологию. Инновации ORNL направлены на экструдеры большего размера с более высокой производительностью, которые обычно используются для создания более крупных объектов за разумное время. Они считают, что их инновация будет иметь большое значение, и поэтому называют её технологией следующего поколения.

Этот усовершенствованный метод крупномасштабной 3D-печати устраняет слабые места в процессе печати крупных объектов. «Экструдеры можно постоянно увеличивать в размерах, но из-за их веса требуются более жёсткие и дорогие портальные системы или роботы для их перемещения и управления ими», — отметили в ORNL в 2023 году, когда компания впервые презентовала это технологическое достижение. «Экструдеры большего размера также страдают от ненадёжного управления потоком на низких скоростях (<10 % от максимальной производительности), что может быть проблемой при печати небольших объектов и на низких скоростях».

Итак, как это работает?

В основе системы 3D-печати нового поколения лежит использование нескольких экструдеров, объединённых для мультиплексирования выходного потока в единый поток расплавленного полимера. Благодаря этому изменению, как утверждается, сводятся к минимуму типичные для крупномасштабных систем проблемы, такие как увеличение веса и ненадёжность при низких скоростях.

Например, при необходимости скорость экструзии можно снизить, отключив одно из мультиплексированных сопел. Кроме того, можно одновременно подавать несколько материалов с контролируемой скоростью. По мнению ORNL, это также позволяет создавать более сложные конструкции «ленты» и «сердцевины и оболочки» прямо из сопла.

В недавно опубликованном демонстрационном видео нам сообщают, что «можно добавить больше экструдеров для повышения производительности без ущерба для качества или контроля». Верхний предел для мультиплексирования сопел не указан.

Есть надежда, что технология «3D-печати нового поколения» от ORNL вскоре будет использоваться производителями аддитивных технологий, в судостроительной и аэрокосмической отраслях. Со временем некоторые преимущества могут появиться и в потребительских 3D-принтерах, что даст нам возможности, недоступные лучшим протестированным нами системам механического переключения с двумя соплами, таким как Bambu Lab H2D.

Обзор Klim Mistral: популярная, но провальная подставка