دانشمندان آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL) وابسته به وزارت انرژی (DOE) آنچه را که یک “سیستم چاپ سه‌بعدی نسل بعدی” توصیف می‌کنند، به نمایش گذاشته‌اند. نوآوری کلیدی در اینجا یک نازل چندگانه است که می‌تواند چاپ سه‌بعدی مقیاس‌پذیر را به صنعت ارائه دهد و در عین حال معاوضه‌های معمول در اندازه خروجی، وزن و پیچیدگی را به حداقل برساند. نکته مهم این است که این فناوری امکان چاپ همزمان با مواد مختلف را نیز فراهم می‌کند.

در مقایسه با بسیاری از صنایع، چاپ سه‌بعدی هنوز در مراحل اولیه خود قرار دارد و به همین دلیل، مسیرهای بهینه‌سازی می‌توانند کاملاً رادیکال باشند و تفاوت‌های قابل توجهی در فناوری ایجاد کنند. نوآوری‌های ORNL در اینجا اکسترودرهای بزرگ‌تر با توان عملیاتی بالاتر را هدف قرار می‌دهند که معمولاً برای ساخت اشیاء بزرگ‌تر در زمان معقول استفاده می‌شوند. آنها فکر می‌کنند نوآوری‌شان تفاوت بزرگی ایجاد خواهد کرد و از این رو آن را نسل بعدی می‌نامند.

این روش بازسازی شده برای چاپ سه‌بعدی در مقیاس، نقاط ضعف فرآیند را در هنگام بزرگ شدن اشیاء برطرف می‌کند. ORNL در سال 2023، زمانی که برای اولین بار این پیشرفت تکنولوژیکی را رونمایی کرد، اشاره کرد: “اکسترودرها می‌توانند به طور مداوم بزرگ‌تر شوند، اما وزن آنها به سیستم‌های گانتری یا ربات‌های سفت‌تر و گران‌تر برای حمل و کنترل آنها نیاز دارد.” “اکسترودرهای بزرگ‌تر همچنین از کنترل جریان نامطمئن در سرعت‌های پایین (کمتر از 10٪ حداکثر توان عملیاتی) رنج می‌برند که می‌تواند برای ساخت‌های کوچک و عملیات چاپ با سرعت پایین مشکل‌ساز باشد.”

خب، چگونه کار می‌کند؟

در هسته خود، سیستم چاپ سه‌بعدی نسل بعدی بر چندین اکسترودر متکی است که برای چندگانه کردن خروجی به یک جریان واحد از پلیمر مذاب ترکیب شده‌اند. به دلیل این تغییر، ادعا می‌شود که مسائل معمول در مقیاس بزرگ مانند جریمه‌های وزنی و عدم اطمینان در سرعت‌های پایین به حداقل می‌رسد.

به عنوان مثال، نرخ اکستروژن را می‌توان در صورت نیاز با خاموش کردن یکی از نازل‌های چندگانه کاهش داد. همچنین، چندین ماده را می‌توان به طور همزمان با نرخ کنترل شده تغذیه کرد. ORNL پیشنهاد می‌کند که این امر طراحی‌های پیچیده‌تر “روبان” و “هسته و غلاف” را مستقیماً از نازل امکان‌پذیر می‌سازد.

در طول ویدیوی نمایشی تازه منتشر شده، به ما اطلاع داده می‌شود که “اکسترودرهای بیشتری را می‌توان برای توان عملیاتی بالاتر بدون قربانی کردن کیفیت یا کنترل اضافه کرد.” هیچ محدودیت بالایی برای نازل‌های چندگانه ذکر نشده است.

امید است که فناوری “چاپ سه‌بعدی نسل بعدی” از ORNL به زودی در کاربردهای مورد استفاده تولیدکنندگان افزودنی، صنعت دریایی و صنعت هوافضا استفاده شود. برخی از مزایا ممکن است به مرور زمان به فضای پرینتر سه‌بعدی مصرف‌کننده نیز سرایت کند و قابلیت‌هایی فراتر از بهترین سیستم‌های سوئیچینگ مکانیکی دو نازله‌ای که آزمایش کرده‌ایم، مانند Bambu Lab H2D، را به ما بدهد.

برای دریافت اخبار، تحلیل‌ها و بررسی‌های به‌روز ما در فیدهای خود، در Google News دنبال کنید، یا ما را به عنوان منبع ترجیحی خود اضافه کنید. حتماً دکمه دنبال کردن را کلیک کنید!