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新西兰研究人员开发和表征微颗粒挤出机和3D打印系统

时期:2022-05-25 00:44 点击数:
本文摘要:在3D打印机社区中,基于细丝的吸管是一种十分广泛的作法,但吸管仅有必须用于细丝就没适当,最少就FFF3D打印机而言。为了顺利地将材料层沉积到3D打印机物体上,FFF系统只必须一个易于控制的物料流,无论是用于冲头式还是静脉注射式打印机或颗粒挤出机系统。在颗粒吸管的过程中,用于螺杆作为进料机构来移动和熔融料筒内的物料,然后将其从热模具中放入。

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在3D打印机社区中,基于细丝的吸管是一种十分广泛的作法,但吸管仅有必须用于细丝就没适当,最少就FFF3D打印机而言。为了顺利地将材料层沉积到3D打印机物体上,FFF系统只必须一个易于控制的物料流,无论是用于冲头式还是静脉注射式打印机或颗粒挤出机系统。在颗粒吸管的过程中,用于螺杆作为进料机构来移动和熔融料筒内的物料,然后将其从热模具中放入。

颗粒吸管是一个平稳的过程,在3D打印机材料中获取了更加多的灵活性和选择性,但是螺杆式颗粒挤出机设计虽然具备许多优点,但比其他方法更加简单。但是这种类型的系统是来自新西兰奥克兰梅西大学的一个研究小组正在努力创造的。来自大学工程与先进设备技术学院的增材生产中心的研究人员仍然在研发和密切相关一种微型颗粒挤出机,以及适当的3D打印机系统。

来自增材生产中心的机电一体化和机器人高级讲师KhalidMahmoodArif博士告诉他小编:“该颗粒挤出机是根据符合小规模系统尺寸、速度和拒绝的首要原则而设计的。据我们熟知,这是第一次不仅研发出有颗粒打印机,而且还对其强度、表面质量和打印机部件的一致性展开了科学的密切相关。“该研究团队在国际先进设备生产技术杂志上公开发表了一篇为题“3D打印机生物聚合物颗粒的吸管系统的设计和研发”的论文。

年出版者还包括SeanWhyman、Arif博士和MasseyAgritech合作研究中心机器人技术教授JohanPotgieter。根据概要,“吸管系统是任何融合沉积式3D打印机技术的组成部分。

然而,在商业和爱好者打印机中找到的挤出机设计大多限于于长丝形式的材料。尽管用细丝打印机本身不是问题,但是有可能不更容易取得未有被研发的3D打印机材料,例如生物聚合物和材料混合物。

在研究和爱好者空间中,这特别是在是一个问题,因为打印机从已打印机部件重复使用的各种材料的能力有可能是最重要的。本文讲解了一种用作生物聚合物3D打印机的基于颗粒的吸管系统。

系统根据第一原理设计,因此可以通过参数调整或严重的硬件改动扩展到其他材料。一个强劲的机电一体化设计早已构建了用于非常规但形式化的方法。吸管系统用于一系列掌控因素在打印机过程中分解完全一致的材料输入。

该平台和周围的流程被设置,以便可以用于软件来定义打印机参数,这容许更加非常简单地适应环境有所不同的材料。通过普遍的打印机和测试打印机部件,证明了挤出机的实用性。“在这篇论文中,研究人员辩论了他们的颗粒挤出机的设计和研发,该颗粒挤出机可以吸管生物聚合物和更加少见的3D打印机聚合物(如PLA)的混合物,颗粒长度和直径为1-3毫米。

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该团队从头开始设计了轻量级系统,相当严重倚赖基本吸管理论,使所有工作都能按照理应的方式展开。该颗粒挤出机具备诸如温度控制、液体加热和可控颗粒进料等先进设备特征,并且还包括驱动马达,用作成形材料输入的吸管模具,用作供给适度材料的料斗系统以及用作运送颗粒的吸管螺杆。“我们的颗粒挤出机的设计在很多方面与传统的颗粒吸管工艺十分相近,”该论文叙述道。“这是一台非常简单的全尺寸单螺杆挤出机,可以与消费者规模的3D打印机平台一起工作。

挤出机横向加装有掌控聚合物输出的滴液特料器,引领和维持材料的料斗,冷却聚合物的特热带以及环绕挤出机颈部的液体加热电路。“吸管系统的目标是需要在不自燃的情况下持续打印机与PLA聚合物混合的Harakeke亚麻纤维。

该团队用于两种有所不同的挤出机设计打印机出有各种物品,然后测试3D打印机部件的机械性能,以查阅两种设计之间的打印质量否有显著差异,从而使他们的新系统脱颖而出。据报,该研究的结论是:“挤出机的创意设计可谓了一个小巧轻巧的装置,它可以加装在开源扫瞄系统上,并可用作打印机,就像基于纤维的对应物一样。


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