三菱研發出提高五倍列印強度的五軸3D列印機
2016/07/25 @ Yolanda
平面的3D列印已經不能滿足這些科學家了,之前有介紹過【4D列印機】專為不平而生,人造彈性肌肉列印及3D列印機的五軸時代即將來臨,這些能再多軸或曲面的地方列印之外,這次要來介紹的是三菱電子研究實驗室(MERL)採用五軸積層製造所製造出的零件,比普通的3D列印機列印的零件還要強3至5倍,而這就是所謂的「5D列印」。日本跨國電子公司三菱從戰鬥機到液晶電視,幾乎所有的電子和電氣設備領域都已經涉足。雖然三菱在世界各地都有分公司,但有一些比較重要的研究活動實際上都是在美國舉行的,其中,三菱電子研究實驗室(MERL)就是該公司設在美國的一個重要的研究機構,由它提供母公司三菱創新的新產品和新思路。
由於三菱身為一家多元化的產品製造商,當然也一定有涉足3D列印技術,而不只有電子產品,兩年前,該公司重工業部門宣佈,它們將考慮使用積層製造技術打造火箭零件。不過現在,MERL正在致力於一種特別的3D列印方法,如果成功,就可以幫公司生產更強適用於關鍵應用的列印零件。
這種特別的3D列印方法就是五軸積層製造,它在3D列印頭運動的X/Y/Z 3個軸之外,又增加了兩個軸來控制列印平台的運動,也就是列印平台可以來回傾斜,從而把總軸數增加到了5個。
另外,這些5軸3D列印機運行的方式也不像常見的3D列印機一樣,5軸3D列印機不再整齊地將一層層材料平整地堆疊起來。
MERL的資深研究科學家William Yerazunis做了一項實驗來證實五軸積層製造是非常的有利。首先他使用只有三個軸的標準3D列印機列印出一個小型塑膠壓力蓋。由於其均勻的層狀結構,這個3D列印的蓋子明顯弱於注塑製品。William Yerazunis解釋說,這個由3D列印技術列印的蓋帽,因為蓋層都是平的,所以壓力很容易沿著薄弱的層間結合處將蓋子扯開。
之後,William Yerazunis依然使用同樣的3D列印機和材料,結果有效地提高了3D列印物件的強度。秘密就是採用五軸積層製造技術改變每層沉積的方式。為了證明這一點,William Yerazunis和他的團隊使用「5D列印」製造相同的壓力蓋,用相同的CAD模型,結果獲得了更強的結構。
William Yerazunis解釋,如果我們考慮到來自內部的力量,並且將每層沉積的材料從平面改成沿著壓力蓋最大應力線的曲面,我們就可以說把它的強度提高到3到5倍,而且使用的材料也減少了25%。
正如預期那樣,5D列印的壓力蓋比3D列印的要好多了。 3D列印壓力蓋能夠抵抗大約0.1MPa的壓力,而採用五軸添加劑製造技術製作的能夠承受3.7MPa。大幅增加了強度,使用的材料也減少了,這說明五軸積層製造技術是一個非常值得的選擇。不過5D列印需要進行大量的分析,而且它需要知道列印物件的用途,不過當你能用它將一個物件的強度增加到五倍的話,為此作出一些改變也是值得的。3D列印超速進步,已經沒有人可以阻擋了!!
接下來看看他們所測試的影片
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