Розроблена нова друкуюча головка для 3D-принтера, яка дозволяє прискорити процес друку в кілька разів. Інженери домоглися цього за рахунок гвинтової подачі філаментної нитки, а також її лазерного підплавлення, повідомляється в роботі, опублікованій в журналі.
Великі компанії сьогодні використовують 3D-друк для створення деталей, які через їх форму складно виготовити звичайними методами. Але частіше 3D-принтери застосовуються для швидкого прототипування майбутніх розробок. І хоча 3D-друк по швидкості випереджає традиційні методи створення прототипів, наприклад за допомогою відливок, навіть у 3D-принтерів на це все одно йде від декількох годин до декількох днів.
Інженери під керівництвом Джона Харта (John Hart) з Массачусетського технологічного інституту модифікували конструкцію друкуючої головки принтера і за рахунок цього домоглися прискорення друку в кілька разів. Розроблений інженерами принтер використовує метод післяйного наплаву (FDM), при якому друкуюча головка переміщується в трьох напрямках в області друку і, розплавляючи матеріал, післяйно створює виріб. У багатьох комерційних FDM-принтерах використовується пара подаючих коліс, які штовхають пластикову нитку (філамент) до кінця друкуючої головки, де вона розплавляється. Цей механізм має недолік: при збільшенні швидкості подачі колесо може втратити зчеплення з філаментом.
Інженери вирішили замінити цю конструкцію на гвинтовий механізм, який дозволяє значно збільшити силу і швидкість подачі нитки. Крім цього вони доповнили звичайний електричний нагрівач лазерним. Лазерний промінь під кутом потрапляє в кварцову камеру з філаментом, що проходить через неї, і багаторазово відбивається від стінок. За рахунок цього філамент потрапляє в основний нагрівач з уже високою температурою і швидкість плавлення в цілому значно збільшується.
Завдяки цим змінам інженери досягли швидкості друку 127 кубічних сантиметрів на годину. Для порівняння, у інших комерційних 3D-принтерів такого типу і аналогічного дозволу швидкість становить близько 20 кубічних сантиметрів на годину. Розробники продемонстрували швидкість друку нового принтера, створивши з його допомогою закручену призму розміром кілька сантиметрів за шість хвилин. Інженери вважають, що зменшення часу друку з годин до хвилин значно спростить прототипування.
Нещодавно американські дослідники значно прискорили 3D-друк металом. Вони створили «динамічний трафарет», який дозволяє лазерному променю не ковзати по шару матеріалу, а спікати весь шар одночасно.