在3D打印技术飞速发展的今天,如何提高生产速度一直是行业关注的焦点。约翰·霍普金斯大学的研究团队近日提出了一种创新的解决方案——新型混合成型-增材制造方法(HyFAM),该方法巧妙地将增材制造的高精度与传统成型技术的快速成型能力相结合,显著提升了3D打印的生产效率。
一、HyFAM方法的创新之处
传统3D打印技术虽然能够实现高精度的制造,但在生产大型或块状部件时,速度较慢,效率低下。而传统成型技术如铸造,虽然成型速度快,但在细节处理上存在局限性。HyFAM方法通过将这两种技术的优势相结合,实现了生产速度与精度的平衡。
具体而言,对于不需要精细细节的块状部件,研究人员采用类似铸造的工艺进行样品的制备,这一步骤大大提高了生产速度。而对于外表面等细节区域,则采用传统的3D打印技术,确保细节的精确性。这种分区域的制造方式,使得具有大量铸模填充的物体的生产速度提高了10到20倍,而对于细节要求丰富的打印件,生产速度也提高了大约两倍。
二、材料的广泛适用性
该团队的研究人员使用了多种材料来测试HyFAM方法的可行性,包括硅胶、陶瓷、金属、环氧树脂、水泥、粘土和巧克力等。在实验过程中,他们仔细控制了材料的流动和稠度,确保了均匀填充,并通过优化打印参数,解决了常见的3D打印问题,如打印件的均匀粘合。
这种广泛的材料适用性,使得HyFAM方法不仅适用于工业制造,还能在建筑、软体机器人等多个领域发挥重要作用。例如,在建筑领域,可以快速制造大型结构部件,同时确保连接部位的精确性;在软体机器人领域,可以实现复杂结构的快速成型,提高生产效率。
三、HyFAM方法的应用前景
HyFAM方法在大规模定制场景中具有巨大的应用潜力。对于内部特征较大且特征尺寸差异很大的零件,仅依靠增材制造小型喷嘴的制备速度过慢,成为生产过程中的瓶颈。而HyFAM方法通过结合传统成型技术的快速成型能力,有效解决了这一问题。
尽管HyFAM方法不适用于高度复杂的均匀物体,但该团队通过尝试不同的材料组合,扩展了这种方法的功能,并拓展了其在多个行业的潜在应用。例如,在医疗领域,可以快速制造个性化的医疗器械;在航空航天领域,可以高效生产复杂的零部件,提高生产效率和质量。
HyFAM方法的出现,为3D打印技术的发展带来了新的思路。通过结合增材制造的高精度和传统成型技术的快速成型能力,该方法不仅显著提高了生产速度,还解决了传统3D打印技术在大型或块状部件制造中的效率问题。随着技术的不断成熟和应用领域的不断拓展,HyFAM方法有望在未来的3D打印市场中占据重要地位,推动3D打印技术在更多领域的广泛应用。
文章来源:3d智造展会
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