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快速液态打印技术或将拓宽3D打印的适用范围

来源:客户端

发布时间:2018-08-15 17:34:42

点击量:3254

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3D打印为设计师的创作提供了很大的自由空间,但目前仍有诸多限制。因为每一件东西都要一层一层地打印堆叠起来,所以即使很小的一个物件也需要花费很长时间打印。而且,由于受重力的作用,有些结构并不能凭空打印,需要依赖一些支撑件,而这些支撑材料通常都会在产品上留下印记。目前的3D打印基本上都局限于比较小的物件,受尺寸限制,无法制作大的物体。

两年前,美国麻省理工学院自组装实验室(Self-Assembly Lab)与宝马公司(BMW)合作,希望能打破材料技术的界限,他们的研究“液态打印气动装置(Liquid Printed Pneumatics)”技术实现了第一个3D打印的可充气材料,这项技术可以打印任意形状。而这种由硅胶制成的打印材料可以根据系统中的气压来变化形状。该系统中的气动控制可以使打印结构转换成各种形状、功能或刚度特征。这款充气材料从2018年5月12日开始到11月4日会在伦敦V&A博物馆展出。



随后,麻省理工学院的自组装实验室(Self-Assembly Lab)与家具品牌Steelcase、产品设计师克里斯托弗.古伯兰(Christophe Guberan)合作,开发了一种新的3D打印方法,叫做快速液态打印(Rapid Liquid Printing)。与以往的3D打印不同,这种打印技术是在凝胶状的物质中打印,而不是在空气中,因此,重力的影响减弱了很多。



将打印机头插入一种凝胶中,就可以在不担心重力的情况下绘制3D图形。同时,在机器允许的范围内,打印的速度大大提高了。当与凝胶接触时,由于化学反应,液体丝变硬,因此就不需要依靠光照或温度的变化来固化打印体,打印出来的物体可以直接从凝胶中取出来。这种打印技术适用于很多液体状材料,如橡胶、泡沫和塑料,通过线条的变化来改变打印材料的厚度。



快速液态打印的名字的确很贴切。该研究小组表示,如果采用这种新方法,只用10分钟就能打印出一个需要传统3D打印技术打印50个小时才能得到的结构。采用这种技术,他们设计的家具桌面只用了28分钟就完成了。至于这项技术如何工业化大批量生产,研究团队仍在继续完善中。

帕特里克帕里什画廊(Patrick Parrish Gallery)是第一个向公众展示3D打印商业物品技术的画廊。在这里,快速液态打印技术的设备被很直观的展示出来:一个机器手臂在一个充满凝胶的玻璃槽中利用快速液态打印技术打印手提袋和一些艺术品,打印完成后,可以直接将产品取出、清洗然后陈列出来。参观者可以在水槽周围看到机器人的整个操作过程,还可以购买打印出来的物品。



除了手提袋,这种方法还可以用来打印可伸缩的灯罩。灯罩的表皮先被打印在一个立方体的容器里,然后用水洗去凝胶介质。灯罩是由硅橡胶制成的,而硅橡胶这种材质在传统的3D打印中基本上不能使用。

硅橡胶灯管可以通过后期拉伸得到各种形状,这样材料就可以以最小的尺寸来打印,打印时间可以更短,打印完成后再通过拉伸来形成不同的尺寸和形状,打印体的造型可以更加多变。比如,硅橡胶灯罩就可以通过拉伸形成下面各种不同的形状。

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