In 3D sử dụng quy trình sản xuất kỹ thuật số để tạo ra các thành phần nhẹ, mạnh và có thể được sản xuất mà không cần các công cụ đặc biệt. Trong mười năm qua, lĩnh vực này đã có sự phát triển đáng kinh ngạc, tăng trưởng với tốc độ hơn 20% mỗi năm, sử dụng kim loại và polyme kỹ thuật để in mọi thứ từ các bộ phận máy bay và ô tô đến cấy ghép y tế và nha khoa.

Quá trình thiêu kết laser chọn lọc (SLS) là một trong những quy trình sản xuất được sử dụng rộng rãi nhất. Nó sử dụng tia laser để in các bộ phận từ bột vật liệu có kích thước cỡ micromet: tia laser làm nóng các hạt đến mức chúng hợp nhất với nhau để tạo thành một chất rắn.

Giáo sư Hod Lipson cho biết: “Sản xuất phụ gia là chìa khóa cho khả năng phục hồi kinh tế. "Tất cả chúng tôi đang chú ý đến công nghệ này, nó sẽ cứu chúng tôi. Nhưng có một cái bẫy."

Điều đáng chú ý là công nghệ SLS chỉ được in với một loại vật liệu tại một thời điểm: toàn bộ bộ phận chỉ có thể được làm bằng một loại bột. Lipson tiếp tục: "Bây giờ, tôi hỏi bạn, có bao nhiêu sản phẩm chỉ được làm từ một chất liệu? Hạn chế của việc in ấn chỉ với một chất liệu đã cản trở toàn bộ ngành công nghiệp và cản trở sự phát triển của nó, khiến nó không thể sử dụng hết tiềm năng."

Lipson và nghiên cứu sinh Tiến sĩ John Whitehead của ông muốn biết cách giải quyết thách thức này và sử dụng kiến ​​thức chuyên môn của họ về người máy để phát triển một phương pháp mới nhằm khắc phục những hạn chế này của SLS. Bằng cách đảo hướng tia laser hướng lên trên, họ đã phát minh ra cách làm cho SLS sử dụng nhiều vật liệu cùng một lúc. Các nguyên mẫu làm việc của họ, cũng như các mẫu in có chứa hai vật liệu khác nhau trong cùng một lớp, gần đây đã được công bố trực tuyến bằng sản xuất phụ gia ("thiêu kết laser ngược đa vật liệu").

Whitehead, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Kết quả sơ bộ của chúng tôi rất thú vị vì chúng ngụ ý rằng trong tương lai, bất kỳ bộ phận nào cũng có thể được chế tạo chỉ bằng một nút bấm, từ các công cụ đơn giản đến các hệ thống phức tạp hơn (chẳng hạn như robot). Mang nó ra khỏi một máy in không cần lắp ráp hoàn chỉnh. "

Theo truyền thống, thiêu kết laser chọn lọc liên quan đến việc sử dụng tia laser hướng xuống giường in được nung nóng để hợp nhất các hạt vật liệu lại với nhau. Để xây dựng một vật thể rắn từ dưới lên trên, máy in sẽ đặt một lớp bột đồng nhất xuống và sử dụng tia laser để làm tan chảy một cách có chọn lọc các vật liệu nhất định trong lớp. Sau đó, máy in lắng lớp bột thứ hai lên lớp thứ nhất, và tia laser làm nóng chảy vật liệu mới lên vật liệu ở lớp trước, rồi lặp lại quá trình này nhiều lần cho đến khi hoàn thành phần.

Nếu chỉ sử dụng một vật liệu trong quá trình in, quá trình này sẽ hoạt động tốt. Nhưng việc sử dụng nhiều chất liệu trong một lần in là rất khó vì một khi lớp bột đã đọng lại trên nền, nó không thể được đặt xuống hoặc thay thế bằng các loại bột khác.

Whitehead nói thêm, "Ngoài ra," trong một máy in tiêu chuẩn, vì mỗi lớp kế tiếp được đặt đồng nhất, vật liệu không sử dụng sẽ che khuất tầm nhìn của bạn về đối tượng được in cho đến khi bạn lấy ra thành phẩm vào cuối chu kỳ. Xem xét việc khai quật và làm thế nào bạn có thể chắc chắn rằng sản phẩm còn nguyên vẹn cho đến khi nó được loại bỏ hoàn toàn khỏi bụi bẩn xung quanh. Điều này có nghĩa là các lỗi in ấn không nhất thiết phải được tìm thấy trước khi in xong, điều này gây lãng phí thời gian và tiền bạc. "

Các nhà nghiên cứu quyết định tìm ra cách để loại bỏ hoàn toàn nhu cầu về giường bột. Họ dựng lên nhiều tấm kính trong suốt, mỗi tấm được tráng một lớp bột nhựa mỏng khác nhau. Họ hạ bệ in xuống bề mặt trên của một lớp bột, sau đó dẫn tia laze từ dưới tấm in qua đáy tấm in. Quá trình này thiêu kết một cách có chọn lọc một số bột lên nền in ở chế độ được lập trình sẵn theo bản thiết kế ảo. Sau đó, sử dụng vật liệu đã nung chảy để nâng nền và di chuyển nó sang một tấm ván khác được phủ một lớp bột khác, rồi lặp lại quy trình. Điều này cho phép nhiều vật liệu được kết hợp thành một lớp hoặc xếp chồng lên nhau. Đồng thời, bổ sung các tấm in cũ đã sử dụng hết.

Trong bài báo này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng bột polyurethane nhiệt dẻo (TPU) với chiều cao lớp trung bình là 43.6 micron để tạo ra các mẫu dày 50 lớp, 2.18 mm và các bản in nylon và TPU với chiều cao lớp trung bình của nhiều vật liệu, và chứng minh chúng Nguyên mẫu làm việc. Các bộ phận này không chỉ chứng minh tính khả thi của quy trình mà còn chứng minh khả năng tạo ra các vật liệu cứng hơn, đặc hơn bằng cách ép tấm thép vào các bộ phận lơ lửng trong quá trình thiêu kết.

"Công nghệ này có tiềm năng in các mạch nhúng, các thành phần cơ điện và thậm chí cả các thành phần robot. Nó có thể sử dụng hợp kim gradient để chế tạo các bộ phận cơ khí. Thành phần vật chất của những hợp kim này sẽ dần thay đổi với những thay đổi từ đầu đến cuối, chẳng hạn như cánh tuabin. Vật liệu này được sử dụng cho lõi và vật liệu khác được sử dụng cho lớp phủ bề mặt. "Chúng tôi nghĩ rằng điều này sẽ cho phép sản xuất các bộ phận đa vật liệu phức tạp mà không cần lắp ráp, do đó mở rộng quá trình thiêu kết bằng laser sang nhiều ngành công nghiệp hơn. Nói cách khác, đây có thể là chìa khóa để chuyển ngành công nghiệp sản xuất phụ gia từ chỉ in các bộ phận đồng phục thụ động sang in các hệ thống tích hợp chủ động. "

Các nhà nghiên cứu hiện đang thử nghiệm với bột kim loại và nhựa để trực tiếp sản xuất các bộ phận có nhiều đặc tính cơ, điện và hóa học hơn các hệ thống SLS thông thường.

Liên kết đến bài viết này ： Đảo ngược laser có thể thực hiện in 3D nhiều vật liệu

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Dịch vụ. Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100. Nhà sản xuất gia công quy mô lớn túi y tế, cung cấp dịch vụ thiết kế 3D, mẫu thử nghiệm và giao hàng toàn cầu. Cũng cung cấp các loại vỏ cứng, EVA nửa cứng, bao mềm, túi và nhiều thứ khác cho OEM. Tất cả các trường hợp được thực hiện tùy chỉnh theo thông số kỹ thuật với sự kết hợp vô hạn của nguyên vật liệu, khuôn, túi, vòng, khóa kéo, tay cầm, logo và phụ kiện. Các tùy chọn chống va đập, chống nước và thân thiện với môi trường. Bộ phận y tế, phản hồi khẩn cấp, Phần điện tử, các ngành công nghiệp, giáo dục, quân sự, an ninh, thể thao, ngoài trời và xây dựng. Các dịch vụ bao gồm tư vấn khái niệm trường hợp, thiết kế 3D, tạo mẫu, tạo mẫu,Khoan CNC Dịch vụ và sản xuất. Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Bạn có thể liên hệ trực tiếp với chúng tôi ( sales@pintejin.com ).