MIT entwickelt FDM-Drucker mit zehnfacher Geschwindigkeit
Ingenieure vom renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelten einen FDM-Drucker, der, da er lasergestützt ist, zehnmal schneller druckt als eine durchschnittliche Desktop-Maschine. Der Druckkopf dieser Maschine verwendet einen Laser und einen neuartigen Schraubmechanismus, der es ermöglicht, die Durchflussrate von Filament zu erhöhen.
Der Schlüssel dieser Neuerung verbirgt sich im Druckkopf des FDM-Druckers, welcher von Jamison Go und Anastasios John Hart entwickelt wurde. Wir kennen den Einsatz von Laser beim 3D-Druck von verschiedenen 3D-Drucktechnologien wie der Stereolitografie oder dem selektiven Lasersintern. Der Laser ist bislang etwas, das bei der FDM-Technologie nicht vorkommt, da das Filamente durch die beiden kleinen Rädchen gepresst und durch den Extruder geschmolzen wird, bevor der Kunststoff auf dem Druckbett abgetragen wird.
Wie wird der Laser eingesetzt, um den FDM-Drucker zu verbessern?
Laut den beiden Forschern Go and Hart liegt der Schlüssel, um einen FDM-Drucker 10-mal schneller zu machen, darin den Druck, mit mithilfe dessen das Material extrudiert wird, und die Geschwindigkeit, mit der die Hitze auf das Filament übertragen wird, deutlich erhöht wird. Um die letztgenannte Problematik zu lösen, wird nun der Laser eingesetzt, um das Filament vor der Extrusion durch die Düse zu schmelzen. Der Laser kann dies schneller und vollständiger leisten, als Standard-Druckköpfe von FDM-Druckern bislang hierzu in der Lage wären.
Der Schraubmechanismus ersetzt den standardmäßigen „Radantrieb“ -Mechanismus des Druckkopfes, der nicht sonderlich schnell läuft, da ansonsten die Griffigkeit des Filaments verloren ginge. Der entwickelte FDM-Drucker kann ein speziell entwickeltes Filament mit besonderer Textur verarbeiten, welches die Griffigkeit erhöht und es dem Druckkopf somit ermöglicht, das Filament mit deutlich höheren Geschwindigkeiten zu befördern.
Der neue 3D-Drucker wurde nicht für eine bestimmte Aufgabe hergestellt. Vielmehr war dessen Entwicklung ein Versuch, die drei mit FDM-Druckern verbundenen Probleme zu überwinden: eine langsame Geschwindigkeit des Druckkopfes, eine geringe Extrusionskraft und einelangsame Wärmeübertragung. „Angesichts unseres begrenzten Verständnis dessen bezüglich dieser drei Variablen, haben wir gefragt, wie wir einen 3D-Drucker entwerfen können, der alle drei in einem System verbessern kann“, sagt Hart. „Und jetzt haben wir einen gebaut, und es funktioniert ziemlich gut.“Das Problem das hierbei auftauchte ist allerdings, dass die vorherige Schicht bislang noch zu heiß ist, wenn man eine neue Schicht auftragen möchte. Es bleibt abzuwarten, wie die Forscher des MIT dieses Problem lösen
Im folgenden Video sehen Sie den FDM-Drucker in Aktion:
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