3D打印能否摆脱支撑结构?

yuanwang   2017-01-09 17:04:02

随着3D打印技术研究工作的不断深入,各种相关技术层出不穷,可以说,只有想不到的,没有做不到的。据媒体报道,已经有不少研究在探索这种可能性,也许,未来的某一天,我们可以摆脱支撑结构,轻松打印呢?


目前,有望摆脱支撑结构的技术有:


1、西班牙加泰罗尼亚高等建筑学院(IAAC)和荷兰阿姆斯特丹Joris Laarman工作室的一群科研人员研制出一种名为“MATAERIAL”的“反重力3D打印技术”。


据了解,这种技术通过新型挤压技术,用三维曲线代替二维打印层,三维曲线可以很好地符合打印结构的应力线,让3D打印更加灵活。在不借助任何支撑材料的情况下,可以在任意表面打印3D结构。

如上图所示,这个机械臂不像3D打印器械,反倒像建筑工地上面的打桩机,仔细观察其打印轨迹便可发现,打印物不是立在某一水平面上,而是悬浮在空中!通过中和重力的影响,该团队突破了现有的3D打印物理极限,实现了任何角度任何方向上的打印。尽管打印也需要一个支点,但是,跟现有的技术相比,已经是很大的进步了。


2、航空巨头波音公司早前提出的“空间悬浮3D打印技术”概念。


航空巨头波音公司早前曾提出一种概念,他们试图运用声悬浮、磁悬浮、量子悬浮,以及静电悬浮等技术让打印对象悬浮起来,并且能够360度自由旋转,打印材料也漂浮在打印平台上,通过空间悬浮3D打印技术将其融化,然后喷嘴、激光束或者UV光线在打印每一层的时候,物体会跟着同步进行旋转和位移,最后打印出新的复杂结构。但这种技术涉及太多学科,这种技术的成功研发还有待时日,一旦成功,3D打印时就不再需要支撑结构了。

3、英格兰的谢菲尔德大学增材制造研究中心(ADAM)的Neil教授和他的团队已经开发出的“无锚的选择性激光烧结技术”。 


英格兰的谢菲尔德大学增材制造研究中心(ADAM)的Neil教授和他的团队已经开发出一种新的激光烧结技术,通过把低温熔体金属粉末烧结成3D打印模型,进而摆脱支撑对3D打印结构的束缚,这种技术被称为“无锚的选择性激光烧结技术”。

该技术基于冶金学中的“低共熔合金”技术,这种合金会在一个较低的温度(低共熔点)急剧凝固,如果能够进一步加快这一硬化过程,再复杂的几何形态,在应力点上都可以免去支撑结构。简单点说,就是先加热粉床,混合两种粉末,激光将两种粉末烧结成新的共熔合金,最后把粉床温度控制在低共熔点温度上,保持模型温度均匀冷却,在低温状态下急速固化模型以减轻支撑压力。 


4、以色列公司MASSIVit 3D针对大型物件,研发出的“分布式凝胶打印技术”。

分布式凝胶打印技术所用的打印机需要一个可移动的起重机来辅助紫外光源照射光敏材料,一旦紫外线照射到某个区域,该区域内的光敏性凝胶就会快速固化成坚硬的聚合物,结合MASSIVit 3D公司专有的软件和特殊光敏性凝胶,分布式凝胶打印技术可以在没有支撑的环境下轻易打印模型的直立墙壁和天花板。尤其适合需要很多支撑的悬挑和多角的结构。

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