3D打印新技术:“调速熨烫”可一步实现多颜色、色调和纹理效果
添加时间:2024-10-12 20:03:24
提到3D打印物品时,大多数人可能会联想到颜色和质地完全一致的物体。这类物品通常是通过连续沉积单一类型的熔融聚合物,逐层冷却硬化而成的。一般来说,3D打印多颜色、多纹理的物体是一个相对复杂且低效的过程。不过,这种情况即将改变,得益于一种巧妙的新技术,即在挤出后对温度敏感的打印材料进行“熨烫”。
2024年10月12日,据资源库了解,麻省理工学院(MIT)和代尔夫特理工大学(TU Delft)的研究人员联合开发了一种创新的单材料多属性3D打印技术,称为“调速熨烫”。这被称为是一种更高效、更少浪费、更高精度的技术,该技术利用热响应材料一步完成3D打印具有多种颜色、色调和纹理的物体。
调速熨烫结合了双喷嘴FDM 3D打印机和热敏材料,打印过程中,第一个喷嘴在较低温度下沉积热敏丝,而第二个喷嘴通过“熨烫”材料层进行加热,通过控制其移动速度,研究人员可以将材料加热至特定温度。这一过程能够改变材料的色调和表面纹理,进而创造复杂的图案、图像,甚至是二维码。
该技术还可以通过改变表面粗糙度,增强物体的触感。例如,通过调整熨烫速度,打印出的物体可以拥有不同的透明度、粗糙度或颜色渐变。该团队开发了一球速体育welcome个数字工具,能够自动根据用户设定的颜色、色调和纹理要求生成3D打印指令。
现有的多色3D打印技术通常依赖多种材料,或者需要频繁切换线轴,这不仅耗时而且材料浪费较大。调速熨烫技术突破了这一瓶颈,它使用单一热敏材料,通过双喷嘴控制温度变化实现多样化的色调和纹理变化,而无需更换细丝或清理喷嘴。
MIT和代尔夫特团队开发了一个理论模型,将材料的热响应特性与其输出温度关联起来,从而确定喷嘴以不同速度运行时所能实现的温度范围。通过这一模型,研究人员能够实现不同的色调和表面纹理。
研究团队使用了三种不同的热敏材料进行测试,包括发泡聚合物(LW-PLA)、填充木纤维的PLA和填充软木纤维的PLA。发泡聚合物在加热时膨胀,产生不同的色调、透明度和表面纹理,而木纤维和软木纤维则通过热解在加热时逐渐变暗。
研究人员通过调速熨烫技术,成功打印出一系列物品,如带有照片的杯子、阴影雕塑和半透明水瓶。为进一步提升功能性,还设计了具有不同粗糙度的自行车把手,以增强骑手的抓握力。调速熨烫技术还为多色3D打印的发展开辟了新的路径。这种技术不仅能够实现更快、更低成本的打印,还能通过精细调控喷嘴速度,产生传统方法难以实现的渐变色调和细腻纹理。未来,该团队计划进一步探索其他热敏材料的应用,如塑料,甚至尝试通过该技术改变材料的机械和声学特性。
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