?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry


Пришла мне однажды в голову идея ну очень-очень дешевого и скоростного трехмерного принтера. Насыпаем пластиковый порошок, и нагреваем в заданных точках до сплавления, потом насыпаем следующий слой - и так далее. Только не точечно лазером или паяльным феном, как в существующих аналогах, а сразу по всей площади растущей детали. Что, теоретически должно было дать увеличение скорости 3D-печати в тысячи раз :)

Нагревать предполагалось матрицей миниатюрных нихромовых нагревателей, так чтобы можно было включать нагрев всех ячеек независимо друг от друга, по следующему принципу:




В общем, делал я эти сетки так и этак, много вариантов перепробовал, в кустарных условиях не особенно они хорошо получались.







И решил для пробы сделать один пиксель такой матрицы, чтобы посмотреть, как оно вообще работает. Насыпать порошок аккуратно у меня не получалось, поэтому я решил не насыпать его каждый раз, а прогнать массив порошка сквозь это окошко. Для этого спроектировал и сделал такой вот агрегатец с поршнем для продавливания порошка и щелью для нагревательного элемента.



Это устройство было подключено к компьютеру через реле, микросхему ULN2003 и LPT-порт, чтобы проверить что происходит при включении и выключении нагревателя в потоке порошка.



Скорость потока порошка и прочие параметры эксперимента тщательно, насколько это возможно, фиксировались:



Я даже попытался приладить туда шаговый двигатель чтобы порошок двигался равномерно и повторяемо, но зубчатая рейка давала слишком слабое усилие, а до винтовой передачи я тогда не додумался.



Оказалось, что порошок успешно сплавляется в тонкостенные и достаточно прочные фигуры, повторяющие профиль нагревательного элемента. По крайней мере длинный и легкий ячеистый полимерный профиль (если таковой когда-либо понадобится) так делать можно.



При включении нагревателя ничего плохого не происходило, а вот при выключении, порошок мгновенно застывал и накрепко удерживал нагревательный элемент. Выходит, оторвать нихром от массы порошка можно только во включенном состоянии. После экспериментов с разной формой нагревательных участков от заманчивой идеи с матрицей пришлось отказаться - иначе набор фигур был бы очень ограниченным.

Тем не менее, другими способами удалось все-таки заставить нихром сплавлять пластиковый порошок в трехмерные объекты :) Но это уже совсем другая история...



Comments

siorinex
14 фев, 2012 11:38 (UTC)
Выигрыша в скорости не будет: для ABS температура плавления - 230 градусов, для PLA - около 180. Матрицу СОВСЕМ ПРОИЗВОЛЬНОГО РАЗМЕРА сделать сложно. ОЧЕНЬ СЛОЖНО!
В итоге маленькую матрицу надо подвинуть в нужную точку, сыпануть порошка, нагреть, поднять, остудить, перенести на новую точку, сыпануть....
Нагрев - минут пять. Остывание - 10. 15 минут на один цикл!!!

И сколько можно точек так одновременно делать?
Проще всего - матрицей 8 на 8. Т.е. - 64 точки. За 15 минут!!!
Примерно пятая часть минуты на точку, т.е. - около 12-15 секунд на точку!!!
Репрап делает за секунду куда больше шагов, чем матрица 8 на 8 за 12-15 секунд!!!!

Единственное в голову приходит - использовать "комбинированный способ": выставляем на нагревателе определённую форму и ею "печатаем", копируя. Своего рода трафаретная печать...
evgraf_klimov
14 фев, 2012 11:49 (UTC)
Остывание чего? Полимера? Тогда вовсе необязательно дожидаться остывания.
И необязательно использовать нихром. Чисто теоретически можно попытаться побаловаться с термопарами — тогда охлаждение можно сделать более быстрым. Или тот же нихром, плюс охладитель — один на всю матрицу.
mntc
14 фев, 2012 13:51 (UTC)
Да, поднимать матрицу это может быть осмысленно. В принципе, тонкие иголочки могли бы быстро остывать.

Насчет изготовления матрицы. Если мы не прогоняем через нее порошок, это резко упрощает жизнь и размещение на ней проводников (я очень долго мучился чтобы это совместить). Элементарная ячейка матрицы может представлять собой SMD диод и SMD резистор, а лучше созданную травлением выступающую тонкую иглу. С обратной стороны матрицы при ее подъеме может циркулировать воздух или даже охлаждающая жидкость, пока вспомогательный механизм будет насыпать новый слой порошка. Но вообще нагретые тонкие иглы или "плавники" будут отдавать свое тепло пластику, так что остынут быстро. В опытах тонкий нихром остывал за секунду. Это сопоставимо с временем перемещения матрицы. Но технология интересна действительно, если обрабатывать сразу всю площадь, тогда можно выкинуть две координатные оси.

Пусть не произвольного размера, а 100х100 - квадратный дециметр. Но это сложно. А вот матрицу 100х1 движущуюся в одном направлении было бы сделать проще.

maksus
14 фев, 2012 15:53 (UTC)
биметаллических иголок не бывает?
остывает - приподнимается
mntc
14 фев, 2012 15:56 (UTC)
Да, это было бы здорово. Наверное, можно такие сделать. Но вот меня беспокоит что на иголках даже при нагретом подъеме образуется некий нагар и наплав. Он может быстро все забить в автоматическом режиме.

Profile

mntc
Молодежный научно-технический центр
Сайт МНТЦ
Разработано LiveJournal.com
Designed by phuck