近日,哥倫比亞大學工程學院研究人員設計了一種新的3D打印技術(shù),他們將其稱為反向激光燒結(jié)(ILS)。這種新方法允許多個粉末在同一印數(shù)進行燒結(jié),將打印機的激光垂直向上引導通過硼硅酸鹽玻璃板將粉末燒結(jié)成一層薄薄的粉末,從而將材料的顆粒燒結(jié)在一起。
哥倫比亞大學研究組的ILS3D打印設備
ILS首先將可控制數(shù)量的聚合物粉末沉積到玻璃上,然后將基材壓在未熔融粉末單層的頂部,再使用藍色激光將顆粒材料選擇性地融合到其上。一旦完成該過程并且提起了基材,就可以補充材料。然后重復該過程,將新圖層不斷融合在一起,直到創(chuàng)建3D對象。
為了測試他們新穎的生產(chǎn)方法,研究團隊使用Sinterit白色TPU和Sintratec PA12熱塑性材料的混合物制作了一個50層厚、218毫米的樣品。該部件的平均厚度約為71μm,比使用常規(guī)SLS 3D打印縮產(chǎn)生的厚度更均勻。此外,其各個層的高度為43.6μm,使該結(jié)構(gòu)很好地位于普通光燒結(jié)印花品的標準范圍內(nèi)。結(jié)果,研究人員得出結(jié)論,證明了其工藝的可行性與制造更堅固、致密材料的能力。
研究人員生產(chǎn)的具有50層的原型零件
哥倫比亞大學的團隊將在未來為ILS設計一種改進的打印機設置,具有自動粉末沉積功能和優(yōu)化的激光參數(shù),來進行多種材料的實驗。通過其他研究,該項目的共同研究人員認為,該方法最終可以應用于生產(chǎn)多種材料的組件,從嵌入式電路板、機電部件,甚至到機器人組件都可以進行制造。
由于SLS技術(shù)可以借助粉末材料充當自支撐材料,因此該技術(shù)不需要支撐結(jié)構(gòu),從而被允許構(gòu)建復雜的幾何形狀,這就是它主要應用于工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)的原因。近年來很多增材制造公司都采用了自己的方法來優(yōu)化SLS印刷,這可能是使增材制造行業(yè)從僅打印無源均勻零件到打印有源集成系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。
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