23-06-2018 23:25:57

Tunet 3D-printer syvdobler sin ydeevne

Ingeniøren: To forskere på MIT har med succes tunet en 3D-printer til at spurte fra de kommercielle printere. Foreløbig dog på bekostning af styrken
20. dec. 2017 Af Morten Vittrup Lund - journalist på Ingeniøren

En hjemmelavet dyse-anordning, en fiberdiodelaser og et servostyret gantry-system. Det er de tre hovedkomponenter, som to forskere på Massachusetts Institute of Technology (MIT) har brugt til at bygge en tunet version af en 3D-printer, der er mange gange hurtigere end tilsvarende kommercielle printere.

Ing.dk: Vejen til Industri 4.0

Ingeniøren sætter i den kommende tid fokus på automation i samarbejde med IDA og GTS-institutterne. ’Vejen til Industri 4.0’ er økonomisk støttet af Erhvervspartnerskabet for Avanceret Produktion under Erhvervsstyrelsen. 

Tilmeld dig nyhedsbrev om 4.0

Læs artikler og blogs på ing.dk

Ing.dk: Vejen til Industri 4.0

Til eksperimentet har forskerne benyttet en FFF-printer (fuesed filament fabrication), hvor et plastmateriale – typisk ABS – opvarmes og presses ud gennem en dyse i et printerhoved.

Ved at montere en dyseanordning med en særlig skrue samt en fiberdiodelaser i selve printerhovedet er det lykkedes forskerne at dels øge hastigheden, hvormed plastmaterialet presses ud gennem printerhovedet, dels den hastighed, hvormed materialet opvarmes – takket være laseren.

Syv gange hurtigere

Samtidig er selve printerhastigheden blevet banket i vejret ved at montere printerhovedet på et servodrevent gantry-system, som styrer materialedeponeringen.

I en nyligt udgivet forskningsartikel i tidsskriftet Additive Manufacturing har forskerne regnet sig frem til, at deres prototypesystem – som de kalder FastFFF – kan opnå en volumetrisk opbygningshastighed (såkaldt build rate på engelsk) på 127 cm3/t, hvilket ifølge MIT er cirka syv gange hurtigere end kommercielle FFF-printere med en tilsvarende opløsningsgrad.

Og selve den hastighed, hvormed materialet presses ud gennem printerhovedet, er ifølge forskerne op til 14 gange hurtigere – 282 cm3/t – end benchmarkede kommercielle printere.

Tre faktorer sænker tempoet

MIT’s printer er baseret på forskning, som de to forskere, professor John Hart og en studerende, Jameson Go, har gennemført for at finde ud af, hvad der præcist sænker hastigheden på kommercielle 3D-printere.

Tre faktorer er afgørende, viser deres arbejde: Printerens evne til at opvarme printmaterialet, det tryk, som materialet udsættes for, mens det presses ud samt den hastighed, printeren kan køre med, mens den formgiver emnet.

Det er altså de tre faktorer, som forskerne har forsøgt at adressere i deres hjemmestrikkede prototypeprinter.

»Hvis jeg kan få en prototype, måske et beslag eller et gear, på ti minutter frem for en time, eller jeg kan få printet et større emne hen over min frokostpause i stedet for at skulle vente til næste dag, kan jeg udvikle, konstruere og teste hurtigere,« siger den ene af forskerne, professor John Hart, til MIT’s teknologimagasin Technology Review.

Hurtigere nedkøling søges

Den høje hastighed har dog sin pris. Grundet den høje hastighed når de enkelte plastlag af og til ikke at størkne, inden printeren har påført det næste lag.

Det kan i sagens natur føre til skævvridninger af emnet. Derfor arbejder MIT på at udvikle en metode, så materialet kan blive nedkølet under printprocessen.

Forskningsartiklen i sin helhed kan downloades på hjemmesiden Science Direct, men kræver enten abonnement eller betaling

Den artikel er publiceret på Ingeniørens tema "Vejen til Industri 4.0"  Tilmeld dig nyhedsbrev her.

Læs og deltag i debatten på ing.dk


Deltag i debatten

Fremtidsteknologi

Nyeste job fra Jobfinder

luk
close