Naukowcy z Nowej Zelandii Opracowują i opisują Micro Pellet Extruder and 3D Printing System

W przypadku wytłaczania peletu, śruba jest wykorzystywana jako mechanizm podający w celu przesuwania i topienia materiału wewnątrz cylindra, przed wypchnięciem go z ogrzanej matrycy. Ekstruzja pelletu jest procesem stabilnym i oferuje większą elastyczność i wybór materiałów drukowanych w 3D, ale konstrukcje wytłaczarek do peletek oparte na ślimakach, oferując wiele korzyści, są bardziej złożone niż inne metody. Ale tego typu system jest właśnie stworzony przez zespół badawczy z Massey University w Auckland w Nowej Zelandii.

Naukowcy z Centrum ds. Produkcji Dodatków w ramach Wyższej Szkoły Inżynierii i Zaawansowanej Technologii opracowywał i charakteryzował wytłaczarkę do mikropeletek wraz z towarzyszącym mu systemem drukowania 3D.

Khalid Mahmood Arif, doktorant, starszy wykładowca mechatroniki i robotyki w Centre for Additive Manufacturing, powiedział w 3DPrint.com, "This Wytłaczarka do peletek została zaprojektowana z pierwszych zasad w celu dostosowania jej do wielkości, szybkości i wymagań systemu na małą skalę. O ile wiemy, jest to pierwszy raz, gdy drukarka do peletek nie tylko została opracowana, ale także naukowo scharakteryzowana pod względem wytrzymałości, jakości powierzchni i spójności wydrukowanych części. "

Zespół badawczy opublikował dokument na temat ich praca, zatytułowana "Zaprojektowanie i opracowanie systemu wytłaczania do druku 3D peletek z biopolimeru", w International Journal of Advanced Manufacturing Technology; współautorami są Sean Whyman, Dr. Arif i profesor Johan Potgieter, profesor robotyki w Centrum Badawczym Partnerstwa Massey Agritech.

Według streszczenia: "System wytłaczania jest integralną częścią każdego stopionego materiału technika nakładania 3D. Jednakże konstrukcje wytłaczarek stosowane w drukarkach komercyjnych i hobbistycznych nadają się głównie do materiałów w postaci filamentów. Podczas gdy drukowanie za pomocą włókna ciągłego nie stanowi problemu per se, drukowanie materiałów, które mogą nie być łatwo dostępne w postaci filamentów lub nie jest komercyjnie opłacalne, pozostaje niewykorzystane, np. Biopolimery i mieszanki materiałów. Jest to szczególnie problematyczne w przestrzeni badawczej i hobbystycznej, w której zdolność drukowania różnych materiałów lub materiałów poddanych recyklingowi z już zadrukowanych części może mieć ogromne znaczenie. W artykule przedstawiono system wytłaczania na bazie granulatu do drukowania 3D biopolimerów. System został zaprojektowany z pierwszych zasad i dlatego może zostać rozszerzony na inne materiały z dostosowaniem parametrów lub drobnymi modyfikacjami sprzętu. ZASolidny projekt mechatroniczny został zrealizowany przy użyciu niekonwencjonalnego, ale prostego podejścia. System wytłaczania wykorzystuje szereg czynników kontrolnych, aby wygenerować spójne dane wyjściowe materiału podczas drukowania. Platforma i procesy otaczające są tak skonfigurowane, że oprogramowanie może być użyte do zdefiniowania parametrów drukowania; to pozwala na łatwiejsze dostosowanie do różnych materiałów. O przydatności wytłaczarki świadczy rozległe drukowanie i testowanie zadrukowanych części. "

W artykule naukowcy omawiają projekt i rozwój swojej wytłaczarki do peletek, która może wytłaczać mieszaniny biopolimerów i bardziej powszechne Drukowanie 3D polimerów, takich jak PLA, w rozmiarach peletek o długości 1-3 mm i średnicy.

Zespół zaprojektował lekki system od podstaw, opierając się w dużej mierze na podstawowej teorii wytłaczania, aby wszystko działało sposób powinien. Wytłaczarka do peletu ma zaawansowane funkcje, takie jak regulacja temperatury, chłodzenie cieczą i kontrolowane podawanie peletów, a także zawiera silnik napędowy, dyszę do wytłaczania do formowania materiału wyjściowego, system leja do podawania odpowiedniej ilości materiału i ślimak do wytłaczania dla transport pelletów.

"Konstrukcja naszej wytłaczarki do peletów jest bardzo podobna pod wieloma względami do konwencjonalnego procesu wytłaczania peletów" - czytamy w artykule. "Jest to prosta, pełnowymiarowa wytłaczarka jednoślimakowa, zminiaturyzowana do pracy z platformą druku 3D o wymiarach konsumenckich. Wytłaczarka jest montowana pionowo za pomocą podajnika kroplowego kontrolującego wejście polimeru, leja zasypowego do prowadzenia i utrzymywania materiału, taśmy grzewczej do podgrzewania polimeru i pętli cieczy chłodzącej wokół szyjki wytłaczarki. "

Celem systemu wytłaczania jest możliwość ciągłego drukowania, bez wypalania, włókna lnu Harakeke, które zostało zmieszane z polimerem PLA.

Zespół wprowadził nowy system przez drukowanie wielu różnych elementy, używając dwóch różnych wzorów ekstruderów, a następnie testując właściwości mechaniczne wydrukowanych części 3D, aby zobaczyć, czy występują zauważalne różnice w jakości druku między dwoma projektami