Alibre | Data Design VietNam Alibre | Data Design VietNam

Chi tiết tin tức




Kỹ thuật mới để in 3D nhiều chất liệu


Ngày tạo: 16/09/2020 4:35:07 CH

Các nhà nghiên cứu tại Columbia đã sử dụng tia laser trong quá trình sản xuất phụ gia SLS để quá trình in 3D có thể in nhiều vật liệu cùng một lúc.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một kỹ thuật mới cho phép quy trình in 3D dựa trên laser mà trước đây chỉ có thể in với một vật liệu thì nay sử dụng nhiều vật liệu cùng một lúc.

Họ cho biết, một nhóm kỹ sư tại Đại học Columbia ở New York đã sửa đổi quy trình thiêu kết laser chọn lọc (SLS) bằng cách đảo ngược tia laser để nó hướng lên trên. Thay đổi này cho phép in nhiều chất liệu bằng quy trình.

SLS là một quá trình in các bộ phận từ bột vật liệu cỡ micromet bằng cách sử dụng tia laser; tia laser làm nóng các hạt đến mức chúng hợp nhất với nhau để tạo thành một khối rắn.

Sản xuất phụ gia đã trở thành một phương pháp hiệu quả và chi phí thấp để in các vật thể và bộ phận, đồng thời đã đạt được những tiến bộ lớn trong việc sử dụng công nghiệp, thương mại và y tế trong 10 năm qua. In 3D bằng một vật liệu khá đơn giản; tuy nhiên, vì hầu hết các bộ phận in thường sử dụng nhiều hơn một chất liệu, các nhà nghiên cứu đã cố gắng tạo ra các phương pháp sử dụng nhiều chất liệu một cách hiệu quả và hiệu quả.

SLS tương tự như các quy trình khác cho đến nay, in ấn hoạt động tốt khi sử dụng bột làm từ một vật liệu. Tuy nhiên, thật khó khăn khi sử dụng các loại bột khác nhau vì nhu cầu đặt các loại bột mịn khác nhau một cách có chọn lọc cùng nhau trong một khay in riêng lẻ, John Whitehead, Tiến sĩ. ứng viên kỹ thuật cơ khí tại Columbia, người đã cộng tác trong nghiên cứu.

“Những loại bột này có khả năng bị trộn lẫn ở ranh giới cả theo lớp và lớp này sang lớp khác, khiến việc tách vật liệu không sử dụng ra ngoài một lần nữa rất khó khăn. Hãy tưởng tượng bạn đang thử phủ một lớp muối lên trên hạt tiêu và sau đó tách chúng ra một lần nữa, ”ông nói với Design News.

Tách vật liệu

Một vấn đề khác khi sử dụng nhiều vật liệu với in SLS là các vật liệu khác nhau hoạt động khác nhau khi được nung nóng — bằng tia laser hoặc qua hệ thống sưởi xung quanh thường thấy trong các giường in này — tùy thuộc vào tính chất nhiệt / cơ học của chúng và nhiệt độ mà chúng tiếp xúc với , Whitehead nói với chúng tôi. Ông nói: “Điều này có thể làm cho bản in tổng thể khó đoán hơn.

Để giải quyết vấn đề, Whitehead và các đồng nghiệp của ông đã tách giường in từ một buồng đơn thành nhiều khay in thủy tinh riêng biệt để giảm “đáng kể” sự trộn lẫn vật liệu, giữ các vật liệu riêng biệt và cho phép mỗi khay in được xử lý trong các điều kiện khác nhau. .

Quy trình hoạt động như thế này: các nhà nghiên cứu phủ lên một miếng thủy tinh một lớp bột vật liệu rất mỏng, và ép một nền in lên trên. Sau đó, họ hướng một tia laze đi qua đáy kính, tia laser này sẽ hợp nhất một vùng bột được chọn với tấm nền.

"Nền tảng được nâng lên và kính có thể được phủ lại bằng một lớp bột mới, lặp đi lặp lại quá trình kết hợp các lớp mới với lớp trước đó sẽ tạo ra một phần vững chắc", Whitehead nói với Design News. “Sử dụng nhiều mảnh kính được phủ bằng các loại bột khác nhau, chúng tôi có thể di chuyển bệ in xung quanh hoặc xoay kính dưới nó, kết hợp các vật liệu khác nhau trong cùng một bộ phận được in.”

Nhóm đã xuất bản một bài báo về công việc của họ trên tạp chí Additive Manufacturing.

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng quy trình của họ hoạt động bằng cách tạo ra một mẫu dày 50 lớp, 2,18 mm từ bột polyurethane nhiệt dẻo (TPU) với chiều cao lớp trung bình là 43,6 micrômét và in nhiều chất liệu nylon và TPU với chiều cao lớp trung bình là 71 micromet.

Quy trình này cũng có thể được sử dụng với các loại nhựa nhiệt dẻo khác, chẳng hạn như PLA và PA12, và có thể với cả kim loại, Whitehead nói với chúng tôi. Trên thực tế, bước tiếp theo của nhóm là kiểm tra cách nó hoạt động với việc in các thành phần kim loại, ông nói.

Đối với các ứng dụng thương mại, các nhà nghiên cứu hình dung việc sử dụng quy trình để chế tạo “các thành phần phức tạp từ nhiều vật liệu có độ bền cao, với một loạt các đặc tính cơ, điện và nhiệt khác nhau,” Whitehead nói thêm, chẳng hạn như những thành phần cần thiết trong hàng không vũ trụ, y tế và lĩnh vực robot.

Elizabeth Montalbano là một nhà văn tự do đã viết về công nghệ và văn hóa trong hơn 20 năm. Cô đã sống và làm việc như một nhà báo chuyên nghiệp ở Phoenix, San Francisco và New York City. Trong thời gian rảnh rỗi, cô thích lướt sóng, du lịch, âm nhạc, yoga và nấu ăn. Cô hiện đang cư trú tại một ngôi làng trên bờ biển phía tây nam của Bồ Đào Nha.

Nguồn: designnews


© 2019-2020 Data Design Viet Nam . Developed by Data Design Viet Nam