3d打印机建模的难点（高速3D打印突破新速度）
3d打印机建模的难点（高速3D打印突破新速度）以前，制造商试图克服这种两难而采用的方法是叠印零件并加工掉多余的材料，但过程昂贵且耗时。另一种继续受到关注的方法是独立双挤出(IDEX)技术，该技术使用多个喷嘴同时打印同一零件的不同部分。然而，该团队表示，将这种高吞吐量与实现精细特征所需的分辨率相匹配仍然很困难。虽然增加道路尺寸（即挤出材料珠粒的尺寸）以提高产量会导致较差的几何保真度，但减小道路尺寸以实现高保真度会限制可生产的零件体积。工业FFF 3D打印的权衡据研究人员称，与基于粉末或基于大盆（vat-based）的技术相比，FFF继续显示出了作为3D 打印大型部件便宜和适合的潜力。随着Titan Robotics等公司凭借装载颗粒的大幅面Atlas 3D 打印机获得市场关注，熟悉FFF的人将知道该过程已经在扩展。美国橡树岭国家实验室对大面积增材制造(BAAM)的研究也催生了高流速挤出机和基于大喷嘴的方法，以提高FFF的打印速度。该技术
近日，美国罗格斯大学和路易斯维尔大学的研究人员开发了一种熔丝制造(FFF)系统，该系统能够使用多个喷嘴在单个机架上快速3D打印同一部件的不同区域。新系统的打印速度是标准熔丝制造系统的两倍。
使用内部开发的切片机，Multiplexed FFF或“MF3”机器能够同时部署两个或多个打印头，而无需额外的龙门支架单独控制它们。研发团队表示，MF3可以创建不规则的构建、更大的连续对象和多个不同的较小部分，无论是打印分辨率和制造速度，都比现有技术高出两倍以上。
“MF3将改变热塑性打印的方式，”该研究的主要作者Jeremy Cleeman说，“我们需要对系统进行更多的测试，以了解制造的零件的强度和几何潜力，但只要这些元素存在，我们相信这可能会改变行业的游戏规则。”
MF3系统和随附的切片器的工作原理
工业FFF 3D打印的权衡
据研究人员称，与基于粉末或基于大盆（vat-based）的技术相比，FFF继续显示出了作为3D 打印大型部件便宜和适合的潜力。随着Titan Robotics等公司凭借装载颗粒的大幅面Atlas 3D 打印机获得市场关注，熟悉FFF的人将知道该过程已经在扩展。
美国橡树岭国家实验室对大面积增材制造(BAAM)的研究也催生了高流速挤出机和基于大喷嘴的方法，以提高FFF的打印速度。该技术使用基于螺杆的龙门式挤出机通过喷嘴以 3000-8000mm3/s的流速熔化和挤出颗粒，并设计了5-8mm宽的通道促进更快的流动。
然而，该团队表示，将这种高吞吐量与实现精细特征所需的分辨率相匹配仍然很困难。虽然增加道路尺寸（即挤出材料珠粒的尺寸）以提高产量会导致较差的几何保真度，但减小道路尺寸以实现高保真度会限制可生产的零件体积。
以前，制造商试图克服这种两难而采用的方法是叠印零件并加工掉多余的材料，但过程昂贵且耗时。另一种继续受到关注的方法是独立双挤出(IDEX)技术，该技术使用多个喷嘴同时打印同一零件的不同部分。
这种将多台挤出机安装在一个龙门架上的技术能够在同一台机器上串联生产双零件。虽然该技术目前由FlashForge和Raise3D等公司正在向市场推出，但研究人员表示，目前这种技术仅限于打印周期性几何形状。该团队还声称，每台挤出机使用一个龙门架只能使两个打印头在独立双挤出设置中可行。
MF3系统的灯丝收缩方法
多路熔丝制造
为了克服现有FFF技术的缺陷，研究人员提出了自己设想的系统，该系统由3个现成的挤出机组成，位于1个三轴笛卡尔龙门架上。与当前的IDEX机器不同，MF3的打印头能够同时创建不同的零件部分，这要归功于选择性沉积方法。
该技术是通过定制切片机实现的，切片机旨在优化机器龙门臂的运动，并确定是否应该激活喷嘴。在实践中，软件可以精确控制打印机步进电机的方向和速度，使灯丝能够独立地推进或缩回到挤出机的液化器中。
鉴于每个喷嘴的速度不取决于它们是否沉积材料，该单元可以连续打印零件，同时避免任何潜在的重叠或碰撞。MF3的并发沉积功能还能够以比单挤出机系统和多材料构建更高的分辨率和吞吐量创建零件。
事实上，在测试过程中，这台系统被证明能够生产分辨率是大面积增材制造技术的2.5-4倍的零件，并且随着更多喷嘴的加入，打印速度还可以提升。研究人员通过进一步实验还发现，使用定制的刀具路径策略同时3D打印大型和小型零件，这种方式估计可以将交货时间减半。
展望未来，工程师们相信MF3相对于单喷嘴打印的吞吐量优势，将被证明可以实现更大批量规模的生产。因此，它可以让用户克服受现有技术约束下的几何限制，实现新的规模经济和生产力。
由MF3在不同部分打印的3D零件样品
推进高速FFF 3D打印
FFF继续成为提高速度和性能的重要研究的主题。过去，Titan Robotics曾与Autodesk合作开发五打印头Cronus 3D打印机，其目标与MF3 相似。2016年推出时，该系统被证明能够使用多台挤出机同时打印一个物体，但此后没有进一步开发。
去年，3D Systems公司向外界透露与Jabil合作推出一款高吞吐量Roadrunner 3D打印机。该系统具备打印高温灯丝的能力，旨在作为高速融合(HSF)平台的基础，面向汽车和航空航天领域。
在其他地方，法国的南特大学研究人员已着手研究FFF 3D打印过程中的热传递和粘附性。通过量化过程中发生的热交换，研究人员试图确定最佳的打印参数集，并最大限度地提高3D打印部件的机械性能。
来源：荣格工业资源网
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