Forskare vid Oak Ridge National Laboratory (ORNL) har presenterat ett nytt system för 3D-utskrift av multimaterial. Tekniken bygger på en metod där flera extrudrar integreras i ett enda högpresterande flöde via ett specialiserat munstycke. Systemet är utvecklat för att kombinera hastigheten hos storskaliga extrudrar med precisionen hos mindre enheter, samtidigt som det eliminerar vanliga tekniska begränsningar.
Teknisk arkitektur och munstyckesdesign
Kärnan i den nya tekniken är integrationen av flera materialmatare (extrudrar) som samverkar genom ett gemensamt, specialdesignat munstycke. Istället för att förlita sig på separata utskriftshuvuden för olika material, sammanförs dessa i ett enda flöde.
Denna arkitektur är specifikt utformad för att matcha utskriftshastigheten hos storskaliga extrudrar. En kritisk aspekt av designen är att den undviker de nackdelar som vanligtvis associeras med större system, såsom överdriven vikt på utskriftshuvudet. Genom att hålla vikten nere och optimera flödesmekaniken adresseras även problem med flödesinkonsekvenser, vilket är särskilt vanligt vid utskrift av små eller avsmalnande konstruktioner.
Avancerad materialhantering på droppnivå
En av de mest framträdande egenskaperna hos ORNL:s system är förmågan att hantera flera material samtidigt med mycket hög upplösning. Tekniken möjliggör deponering av olika material inom ett och samma lager.
Systemets precision sträcker sig ner till enskilda droppar, där det är möjligt att blanda eller variera materialkompositionen inuti en enskild droppe. Detta öppnar för möjligheten att skapa komplexa materialstrukturer och gradienter som tidigare varit svåra att uppnå med konventionell extruderingsteknik.
Flexibilitet och driftseffektivitet
Systemet erbjuder en dynamisk funktionalitet där användare kan aktivera eller inaktivera specifika extrudrar under pågående process. Denna flexibilitet gör det möjligt att justera utskriftsprocessen för att upprätthålla precision och kvalitet utan att behöva genomföra fysiska byten av utrustning.
Genom att tillåta användare att lägga till eller stänga av materialflöden efter behov, bibehålls en kontinuerlig produktionstakt samtidigt som systemet kan anpassa sig till varierande krav i utskriftsdesignen. Detta eliminerar behovet av tidskrävande omkonfigureringar och säkerställer att flödet förblir konsekvent även vid komplexa geometrier.