3D打印能否擺脫支撐結(jié)構(gòu)?

yuanwang   2017-01-09 17:04:02

隨著3D打印技術(shù)研究工作的不斷深入,各種相關(guān)技術(shù)層出不窮,可以說,只有想不到的,沒有做不到的。據(jù)媒體報(bào)道,已經(jīng)有不少研究在探索這種可能性,也許,未來的某一天,我們可以擺脫支撐結(jié)構(gòu),輕松打印呢?


目前,有望擺脫支撐結(jié)構(gòu)的技術(shù)有:


1、西班牙加泰羅尼亞高等建筑學(xué)院(IAAC)和荷蘭阿姆斯特丹Joris Laarman工作室的一群科研人員研制出一種名為“MATAERIAL”的“反重力3D打印技術(shù)”。


據(jù)了解,這種技術(shù)通過新型擠壓技術(shù),用三維曲線代替二維打印層,三維曲線可以很好地符合打印結(jié)構(gòu)的應(yīng)力線,讓3D打印更加靈活。在不借助任何支撐材料的情況下,可以在任意表面打印3D結(jié)構(gòu)。

如上圖所示,這個(gè)機(jī)械臂不像3D打印器械,反倒像建筑工地上面的打樁機(jī),仔細(xì)觀察其打印軌跡便可發(fā)現(xiàn),打印物不是立在某一水平面上,而是懸浮在空中!通過中和重力的影響,該團(tuán)隊(duì)突破了現(xiàn)有的3D打印物理極限,實(shí)現(xiàn)了任何角度任何方向上的打印。盡管打印也需要一個(gè)支點(diǎn),但是,跟現(xiàn)有的技術(shù)相比,已經(jīng)是很大的進(jìn)步了。


2、航空巨頭波音公司早前提出的“空間懸浮3D打印技術(shù)”概念。


航空巨頭波音公司早前曾提出一種概念,他們?cè)噲D運(yùn)用聲懸浮、磁懸浮、量子懸浮,以及靜電懸浮等技術(shù)讓打印對(duì)象懸浮起來,并且能夠360度自由旋轉(zhuǎn),打印材料也漂浮在打印平臺(tái)上,通過空間懸浮3D打印技術(shù)將其融化,然后噴嘴、激光束或者UV光線在打印每一層的時(shí)候,物體會(huì)跟著同步進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和位移,最后打印出新的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。但這種技術(shù)涉及太多學(xué)科,這種技術(shù)的成功研發(fā)還有待時(shí)日,一旦成功,3D打印時(shí)就不再需要支撐結(jié)構(gòu)了。

3、英格蘭的謝菲爾德大學(xué)增材制造研究中心(ADAM)的Neil教授和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出的“無錨的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)”。 


英格蘭的謝菲爾德大學(xué)增材制造研究中心(ADAM)的Neil教授和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一種新的激光燒結(jié)技術(shù),通過把低溫熔體金屬粉末燒結(jié)成3D打印模型,進(jìn)而擺脫支撐對(duì)3D打印結(jié)構(gòu)的束縛,這種技術(shù)被稱為“無錨的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)”。

該技術(shù)基于冶金學(xué)中的“低共熔合金”技術(shù),這種合金會(huì)在一個(gè)較低的溫度(低共熔點(diǎn))急劇凝固,如果能夠進(jìn)一步加快這一硬化過程,再復(fù)雜的幾何形態(tài),在應(yīng)力點(diǎn)上都可以免去支撐結(jié)構(gòu)。簡單點(diǎn)說,就是先加熱粉床,混合兩種粉末,激光將兩種粉末燒結(jié)成新的共熔合金,最后把粉床溫度控制在低共熔點(diǎn)溫度上,保持模型溫度均勻冷卻,在低溫狀態(tài)下急速固化模型以減輕支撐壓力。 


4、以色列公司MASSIVit 3D針對(duì)大型物件,研發(fā)出的“分布式凝膠打印技術(shù)”。

分布式凝膠打印技術(shù)所用的打印機(jī)需要一個(gè)可移動(dòng)的起重機(jī)來輔助紫外光源照射光敏材料,一旦紫外線照射到某個(gè)區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)的光敏性凝膠就會(huì)快速固化成堅(jiān)硬的聚合物,結(jié)合MASSIVit 3D公司專有的軟件和特殊光敏性凝膠,分布式凝膠打印技術(shù)可以在沒有支撐的環(huán)境下輕易打印模型的直立墻壁和天花板。尤其適合需要很多支撐的懸挑和多角的結(jié)構(gòu)。

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