流動液体インターフェースにより、高速かつ大量の熱制御3Dプリントが可能に

流動液体インターフェースにより、高速かつ大量の熱制御3Dプリントが可能に
出典: マテリアルピープル


3D プリントは有望な付加製造方法です。現在の従来の 3D プリント技術はステレオリソグラフィー (SLA) であり、紫外線を使用して液体の光活性樹脂を硬化させ、2 次元の層で構成された 3 次元オブジェクトを作成する有望なプラスチック プリント方法です。この従来の SLA 技術には、界面の「デッド レイヤー」という問題があります。研究者らは、印刷プロセス中に酸素阻害を利用して反応性の「デッド レイヤー」を印刷する、連続液体界面印刷と呼ばれる変種の SLA 技術を提案しました。 この「デッド レイヤー」により、印刷されたオブジェクトの一部が印刷シリンダーの底に付着するのを防ぎ、印刷シリンダーから部品を繰り返し機械的に切断する必要がなくなります。この連続印刷方式は、上記の層ごとの積層方式に固有の材料欠陥を排除しながら、垂直印刷速度を 2 桁向上させます。しかし、この SLA 技術の変種で使用される重合反応は比較的高い温度を生成するため、高速印刷時には装置内の熱放散が大きな課題となります。さらに、気体酸素の供給により、従来の周辺冷却ソリューションの使用が制限されます。

最近、サイエンス誌は「モバイル液体インターフェースを使用した高速大容量熱制御 3D 印刷」と題する記事をオンラインで公開しました。責任著者は、米国ノースウェスタン大学の David A. Walker 教授と James L. Hedrick 教授です。本稿では、可動液体界面(フッ素油)を使用して界面と印刷対象物間の付着を低減し、連続的かつ高速な印刷を実現するポリマー部品のステレオリソグラフィー 3D 印刷方法について報告します。

グラフィック紹介

図1 連続印刷をサポートするフローインターフェースの断面図
(A) HARP 3D プリンターから出てくる 3D プリント部品の概略図。(B) さまざまな流量でのプリント部品の下の速度プロファイル。滑り境界の存在を示しています。(C) 実験的に観察された代表的な流れプロファイルが、部品の下の滑り境界流れプロファイルに挿入されています。
図 2 3D プリント部品の赤外線熱画像。(A) 固定印刷インターフェース、(B) モバイル インターフェース、(C) アクティブ冷却機能付きモバイル インターフェース。
図3 既成材料とソリューションの製造


(A) クラス ABC ポリウレタン アクリレート樹脂で製造されたタイプ I ドッグボーン構造は等方性の機械的特性を示します。(B) HARP は高い空間分解能と印刷忠実度も実現します。(C) コンピューター断層撮影。(D) 印刷方向に沿った一般的な高さプロファイル スキャン。(E) プロフィロメトリー データの分析により算術表面粗さを計算できます。(F) 表面粗さが存在するにもかかわらず、最大引張応力は特性寸法で一定のままです。
図 4 さまざまな印刷材料と互換性があります (A) 硬質加工可能なポリウレタンアクリレート部品、 (B) 後処理されたシリコンカーバイドセラミック印刷格子 (グリーンポリマー前駆体の印刷速度)、 (C および D) 印刷されたブタジエンゴム構造、 (E) ポリブタジエンゴム、 (F) 3 時間未満で 1〜1.2 メートルの硬質ポリウレタンアクリレート格子を印刷。 概要 この研究は、スループット、モバイルインターフェース設計、材料の汎用性の点で SLA-3D 印刷技術に大きな進歩をもたらし、大面積、大物体の 3D 印刷に関連するいくつかの問題を解決しました。 ただし、著者らは、高い横方向解像度を維持し、インターフェースを通じて高性能を実現できる高速光学システムの開発など、この分野にはまだいくつかの大きな課題があると指摘しました。 さらに、垂直速度が速いステレオリソグラフィーシステムも、産業上重要な特性を持つ構造を製造するために使用できる低粘度で低収縮の樹脂によって制限されます。
参考文献: モバイル液体インターフェースを使用した高速大容量熱制御 3D 印刷、2019 年、Science、DOI: 10.1126/science.aax1562。

高速、大容量、熱制御

<<:  清華大学の研究者が人工知能で3Dプリントを改良

>>:  南洋理工大学、大量の灰混合物を使った建物の3Dプリントを研究

推薦する

オランダの会社DUSが川沿いのシンプルな小屋を3Dプリント

2013年、オランダの建設会社DUSは、3Dプリント技術を使って世界各地の川沿いにシンプルな小屋を...

《先端材料》3Dプリントの新スピード!生きた細胞を含む耳の足場を22秒で印刷

出典: 高分子科学の最前線生体材料分野の第一人者であり、アメリカ科学アカデミーの会員でもあるロバート...

3Dプリント新エネルギー車用バッテリーの市場潜在力は1000億元に達し、エネルギー密度は2倍に増加できる。

南極熊の紹介:3Dプリント技術を使用してリチウムイオンとナトリウムイオンの新エネルギー車両バッテリー...

2023年の中国の3Dプリント材料産業のバリューチェーン分析:上流の材料コストが大きな割合を占め、付加価値の優位性がある

出典:千畝産業研究所わが国の3Dプリント材料産業の上流は、主に非鉄金属製錬、ゴム加工、プラスチック加...

クールな第二次世界大戦 + ディーゼルパンクスタイルの 3D プリント戦車モデル

クールな 3D プリント可能なモデルを探しているなら、上の写真のディーゼルパンク スタイルのタンクが...

3Dプリント:アートとテクノロジーの間を歩く

出典:中国アートニューステクノロジーの発展はいつも私たちを驚かせます。人間は時々、物理学の停滞を深く...

3Dプリンティングは2023年第1四半期に前四半期比10%成長し、37億ドルに達する見込み

この投稿はCoco Bearによって2023-6-24 18:52に最後に編集されました。 2023...

NASA: 3D プリント + 熱力学モデリング = 高性能合金 GRX-810 の急速な開発

この投稿は Coco Bear によって 2022-4-19 22:18 に最後に編集されました。 ...

私の国で積層造形分野における最初の専門誌、AMF の創刊号が創刊されました!

この投稿は、Little Soft Bear によって 2022-2-23 10:10 に最後に編集...

GE、ハイブリッド積層造形によりタービンブレードの修理効率を向上

GE はおそらく、積層造形 (AM) の進歩に最も深く関わる大手企業です。最も典型的な例は、LEA...

浙江大学先進設備研究所付加製造センターが設立されました!

出典:浙江大学先進設備研究所付加製造は、将来の経済を決定づける 12 の破壊的技術の 1 つであり、...

HPとYuerui 3DがAdditive Manufacturing Expoに共同出展し、3Dプリントへの熱意を刺激

銭江ではスマート製造のトレンドが急増しています。7月26日から28日まで、2018年中国付加製造カン...

一気にお金を取り戻しましょう!有名テレビシリーズのCGIモデルを制作し、20万元を節約

ケース概要概要: 視覚効果チームは、最高品質の CGI 効果を生み出すために、セット上の俳優と小道具...

プラスチック廃棄物は非常に有害であり、それを3Dプリントの材料にする人もいる

出典: PConlineプラスチック廃棄物は分解されない性質のため、環境に大きな影響を与えます。ニュ...