新的喷射打印技术提高了3D打印能力

马萨诸塞州大学(UMass)洛厄尔分校的研究人员开发了一种新的3D打印技术，该技术结合了注射成型的元素，可以提高3D打印的生产率，同时增强所得产品的强度和性能。潜在的应用包括更耐用的假肢设备和更坚固的飞机和汽车零件。

UMass Lowell的塑料工程学专家David Kazmer表示，虽然3D塑料打印机的全球市场估计为40亿美元，并且仍在增长，但要确保打印机创建能够快速生产的物体，保持其强度并准确反映所需形状，仍然存在挑战。负责研究项目的教授。该技术被称为注射印刷，该技术已在学术期刊《增材制造》中发表。

Kazmer和Austin Colon在《增材制造》中写道，注射印刷将零件的外表面的材料挤压(在高分辨率下)与较大的内腔的高流速注塑成型结合起来。Colon是塑料工程博士学位的候选人，他帮助验证了该技术。他们补充说：“因此，喷射印刷旨在利用材料挤压打印机的全部熔化能力，以减轻困扰增材制造的尺寸诅咒。”

增材制造工艺是七种类型之一，材料挤压涉及将热塑性或复合材料制成的连续长丝通过喷嘴进料，在此处将其加热并逐层沉积在构建平台上。

Kazmer告诉《PlasticsToday》：“我们使用3D打印机作为注射单元来填充3D打印的壳壁(生产的)所产生的型腔。换句话说，我们将零件的内部用作自己的模具型腔。关键是要Kazmer说：“计算外壳壁的间距和高度，以便您获得良好的填充而不会出现过度的挠曲。令人惊讶的是，模具在流动，挠曲和传热方面的工程设计都与注射印刷的工艺计划有关。”该过程与现有3D打印机向后兼容，用于进行注射打印的控制程序(G代码)确实需要新的预处理器(切片器)。”

Kazmer指出，大多数可以通过熔融长丝制造(FFF;又名熔融沉积建模)进行加工的热塑性塑料均与注射印刷兼容。实际上，据报道，Kazmer的发明可以将更多的热量带入零件中，因此与FFF相比，材料焊接得到了极大的改善。“这意味着在大量填充的材料中，具有更高的强度和更大的各向同性的巨大潜力，” Kazmer告诉《今日塑料》。“打印速度受到您熔化材料并散发热量的能力的限制。典型的流速约为4mm 3 / sec。我发现大多数低端3D打印机的熔化速度约为12 mm 3 / sec。通过对热端进行一些修改，您可以轻松沉积20 mm 3/秒，”卡兹默说。

今天，PlasticsToday还询问了Kazmer，他的技术与HP的Multi-Jet Fusion(MJF)和Carbon的数字光合成(DLS)技术相比如何。他承认，MJF和DLS具有较高的生产率，因为它们是并行处理的层，他认为这在生产速度方面具有很大优势。不过，他指出，通过填充印刷后的外壳壁所限定的较大内部体积，注射印刷可为生产产量提供倍增。因此，注射印刷降低了问题的范围，因此FDM / FFF可以更好地竞争。最重要的是，注射印刷支持具有改进性能的各种热塑性材料托盘。对于技术和大批量应用，注射印刷是一个重要的推动力。” Kazmer强调。

与材料挤压相比，基于ABS的拉伸棒用于验证注塑性能。对测试后样品进行的图像分析发现，注射打印的速度比传统3D打印技术快三倍，并且刚度，强度和应变失效特性分别提高了21%，47%和35%。根据《增材制造》上发表的论文，与材料挤压相比。

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