Entre los factores más deseados en cualquier proceso de fabricación se encuentra una alta velocidad de producción por unidad. Las impresoras 3D FFF / FDM , aunque siguen siendo bastante rápidas cuando se utiliza una boquilla grande, actualmente no son rival para métodos como CLIP . Sin embargo, una nueva investigación sugiere formas en las que los fabricantes de impresoras 3D podrían aumentar la velocidad general de la impresión FFF / FDM.
La investigación define la velocidad estándar de las impresoras FFF / FDM como 10-20 centímetros cúbicos por hora cuando se imprime con un grosor de 0,2 milímetros. Los hallazgos sugirieron algunos ajustes para superar la velocidad máxima estándar. Una sugerencia es alterar el mecanismo de rueda de arrastre que se usa para alimentar el material de construcción. Según la investigación, un sistema que alimenta materiales con más fuerza podría acelerar la velocidad de alimentación.
Otro hallazgo fundamental fue que el filamento de precalentamiento ayudó a mejorar las velocidades de construcción. Esto tiene sentido ya que la temperatura está profundamente ligada a la presión de extrusión. También señalaron que la posición del cabezal de impresión juega un papel importante en la relación entre la velocidad y la calidad de impresión.
Uno de los investigadores, Scott N. Schiffres, comentó que “ el trabajo tiene implicaciones sobre cómo ampliar la fabricación aditiva y el equilibrio entre la impresión de mayor resolución y la velocidad. Esperamos que inspire el trabajo futuro para investigar el precalentamiento del polímero y la impresión con múltiples extrusoras. »
Los hallazgos de la investigación tienen implicaciones potenciales relacionadas con cómo se deben construir las impresoras 3D. Por lo tanto, los hallazgos podrían alterar la configuración estándar utilizada en muchas impresoras FFF / FDM. Los fabricantes tienden a tomarse muy en serio este tipo de consejos. Las empresas podrían rediseñar sus impresoras para incorporar cámaras de precalentamiento para el filamento. También podrían cambiar el diseño de sus ruedas de arrastre para permitir más fuerza. Por el contrario, los futuros investigadores también podrían proponer un sistema que no sea una rueda de apriete.
Metodología y factores que influyen en la velocidad de impresión
Los investigadores del MIT y Binghamton analizaron varios factores diferentes que podrían limitar la velocidad de las impresoras FFF / FDM. En consecuencia, aplicar los diferentes factores y modificar sus valores puede permitir velocidades de impresión más rápidas. La investigación incluyó valores como las tasas de temperatura, el mecanismo de extrusión del filamento, la boquilla y el sistema de movimiento.
El equipo utilizó varias impresoras 3D de escritorio para encontrar la velocidad máxima promedio. Los investigadores también validaron sus hallazgos a través de estos diversos sistemas de escritorio. Después de deducir qué factores contribuían de forma clave a la velocidad de impresión, estudiaron la escala de los límites de velocidad.
La investigación aplicó una variedad de medidas directas y análisis numérico como medio de cálculo. Las medidas finales se realizaron utilizando una simulación del Método de Elementos Finitos. El equipo de investigación está dirigido por el profesor John Hart del Departamento de Ingeniería Mecánica y Laboratorio de Fabricación del MIT.
Un resumen del estudio está disponible aquí .
