无需增加额外的硬件,仅增加一点工作量,便可以利用 3D打印机将不同的长丝打印出复杂结构的部件。
在制造领域,大多数3D打印机相对来说比较简单,可以从聚合物长丝中提取出任意3D对象。 如果想利用多个长丝来制作部件,情况便没有这么简单了,因为你需要一种将多种不同材料组合到打印床上的方法。 虽然方法有多种,但却不便宜,所以大多数人没有机会获得公司或研究预算,被困在3D打印机一次打印一种长丝的路上。
在上周的ACM UIST会议上,研究人员提交了一篇论文,该论文提供了一种方法:即便利用最简单的3D打印机,也能够打印尽可能多的材料-首先打印出一个不同材料的长丝,然后利用这个长丝打印你想要的多材料对象。
这个过程包括两个步骤:创建长丝和打印部件。 实际上,部件的打印过程相当枯燥,--和打印普通的部件过程没有什么区别,唯一不同的是,完成打印之后,部件不同的地方有着不同的材料,将这些材料预先编程到长丝中的,准确地指明它们需要的位置和长度。
利用多材料长丝来创建多材料打印,这实际上并不能解决任何问题,因为多材料长丝必须由可以打印多个材料的东西来创建,对吗? 对! 而一个简单的3D打印机完全可以做到这一点,只要你愿意手动更换长丝。真正的诀窍是:使用一个普通的3D打印机来打印一个多材料长丝,然后再反馈给打印机,打印出部件。
毋庸置疑,在制作这个作品的过程中涉及了大量的计算,因为你创建的长丝(研究人员称之为“可编程长丝”)必须在它的结构中体现出最终物体中每一种材料的位置,这就变得非常复杂,因为它取决于物体的几何形状和打印头的路径。
3D 打印零件
从 A70 Supra 的更换零件开始 在为 Nissan 的 NISMO Heritage Parts 计划成功联合开发和按需生产停产的替换零件后,SOLIZE和HP将继续他们的长期合作伙伴关系,通过增材制造丰田的 A70 Supra 停产备件来推进汽车的数字化制造零件,用于 GR 遗产零件项目。 SOLI
即便是一个简单的部件,它的长丝也可能涉及从一种材料到另一种材料的多种过渡。假设打印一个半红半蓝的杯子,由于打印头路径的顶部是红色的,底部是蓝色的,这便涉及到长丝中的一个过渡:一边是红色的,另一边是蓝色的,每一个打印层都有两个过渡。

长丝的打印程序:(A)从一种颜色开始打印,(B)所有部分打印完成后暂停,此时允许用户更换材料。 (c-d)3D打印机打印剩余的部分,避免与先前的部分冲突,(e)然后打印缝线连接相邻的片段。
长丝本身是螺旋型打印,一次打印一种材料。 一旦打印完一种材料之后,可以手动加载下一种材料,打印机会在正确的位置将新的材料添加到长丝上。重复这个过程,可添加尽可能多的材料(研究人员已经成功地打印出六种材料),完成材料添加之后,打印机将所有的过渡点之间的材料缝合在一起。 然后将打印好的长丝从打印床上取下,重置打印机,输入刚刚创建的长丝,启动打印机创建新部件。
当一种材料过渡到另一种材料时,打印过程有时会出现一些混乱。 如果材料的颜色不同,它们会混合在一起,对于物理性质不同的材料,又会发生什么情况,谁知道呢。可以把它看作是一个bug,在这种情况下,通过修改打印的填充或密度,使过渡不那么明显,利用混合来创造颜色过渡,或者特意将两种或多种材料组合成一片长丝来创建混合结构特性。

用户可以利用三种不同的软件选择不同的输入和设计参数。
研究人员指出,他们的软件和技术适用于大多数(但不是所有)3D打印机,在工作时应仔细的校准和监控打印机。 在未来的工作中,他们希望能优化这个过程,使打印定制的长丝尽可能容易,希望当这些工作一切就绪的时候,能让软件适配所有的3D打印机,功能也会更加强大。