SCULPMAN發(fā)布“可變噴嘴技術(shù)”，重新定義FDM 3D打印

導(dǎo)讀：3D打印技術(shù)正在不斷發(fā)展，然而FDM技術(shù)卻似乎遇到了瓶頸：打印精度和速度始終不盡如人意，比不上SLA技術(shù)。但是，可打印的塑料類型卻比SLA的樹脂變化更多，這就產(chǎn)生了現(xiàn)在的“雞肋”狀況。

△Sculpman噴嘴

南極熊獲悉，總部位于比利時(shí)的工程初創(chuàng)公司Sculpman正在試圖利用新專利“可變噴嘴技術(shù)”推進(jìn)FDM/FFF3D打印。Sculpman聲稱新型打印頭歷經(jīng)兩年研發(fā)，兼具速度和精度。它摒棄了傳統(tǒng)固定尺寸的圓形噴嘴形狀，選擇連續(xù)可變開口，沉積寬度能夠達(dá)10毫米且沉積表面平坦，能夠打印堅(jiān)固、精確的聚合物部件，并將打印時(shí)間從幾小時(shí)縮短到幾分鐘。

△更高擠出速度

FDM的技術(shù)限制

材料擠出模式是最常見的3D打印技術(shù)，因?yàn)橐子谑褂煤筒粩嘣黾拥牟牧霞嫒菪裕�這項(xiàng)工藝已被用于高強(qiáng)度汽車模具、非關(guān)鍵飛機(jī)部件，甚至是車輛部件等。除了PLA和ABS等基本聚合物，這項(xiàng)技術(shù)還可以使用PEEK等工程級(jí)熱塑性材料，甚至是碳纖維尼龍等纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。

△Sculpman扁平噴嘴視圖。照片來自 Sculpman。

然而，F(xiàn)DM 3D打印技術(shù)在很大程度上依賴于固定尺寸的圓形噴嘴。雖然較小的噴嘴尺寸能夠?qū)崿F(xiàn)超高精度，但因?yàn)榇蛴∷俣忍�慢而無法用于大型零件。而較大的噴嘴能夠快速打印，但會(huì)失去幾何精度。盡管有幾家公司試圖通過更換工具或物理改變噴嘴直徑來改進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，但是由于壁面滑移變化、噴嘴壓力增加、噴嘴和進(jìn)料器之間缺乏協(xié)調(diào)等因素，這些改進(jìn)大多不是很成功。

△噴嘴示意圖

可變噴嘴技術(shù)

Sculpman的可變噴嘴技術(shù)放棄了圓柱形排布方式，通過擠出不同寬度的扁平矩形減少不必要的重復(fù)打印步驟。新噴嘴本身具有可無限旋轉(zhuǎn)的矩形開口，確保始終垂直于行進(jìn)方向，在路徑規(guī)劃方面具有更大靈活性，同時(shí)改善層對(duì)齊和粘附。

△打印形狀差別

噴嘴還裝有兩個(gè)滑動(dòng)元件，可以在打印中不斷改變開口大小，如同調(diào)整相機(jī)光圈一樣，甚至可以完全關(guān)閉以完全切斷材料流。

△無限旋轉(zhuǎn)能力

Sculpman的熱端系統(tǒng)將提供0到10毫米的開口配置，橫截面為0.5毫米，構(gòu)建速度高達(dá)每小時(shí)500立方厘米。根據(jù)Sculpman的說法，新型噴嘴還有效地將擠出寬度與層高分離，因此用戶可以選擇較寬的擠出寬度加快構(gòu)建速度，但無法通過進(jìn)一步通過層高改善傾斜表面打印效果。

△擠出過程中連續(xù)可變的寬度

當(dāng)前噴嘴設(shè)計(jì)將與2.85毫米長(zhǎng)絲兼容，無論是否帶有擠出驅(qū)動(dòng)子組件。另外，Sculpman還在開發(fā)顆粒原料打印系統(tǒng)。據(jù)悉，這種可變噴嘴技術(shù)將在Formnext 2021的11號(hào)展廳D11展位展出。

△可環(huán)形打印

不得不說，這種設(shè)計(jì)確實(shí)讓南極熊眼前一亮。就像畫畫一樣，對(duì)于大面積涂色需求，寬線條最為合適；但是要進(jìn)行精細(xì)描邊的話，還是細(xì)線條更為實(shí)用。這種改進(jìn)相當(dāng)于將噴頭變成了一個(gè)可以隨時(shí)改變寬度的“畫筆”，因此能夠兼具速度和精度。如果在實(shí)際操控上真的能夠?qū)崿F(xiàn)精確打印，那無疑會(huì)讓大部分“雞肋”的FDM機(jī)器重獲新生！

參考閱讀：

1. One 3D Printing Nozzle, Many Diameters: New from Sculpman
2. Variable Nozzle Product
3. Variable Nozzle technology
4. Sculpman aims to redefine FDM 3D printing with newVariable Nozzle Technology