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密歇根工程師開發(fā)只需1200美元的開源GMAW金屬3D打印機(jī)
時(shí)間：2018-03-17 21:43 來源：中國(guó)3D打印網(wǎng) 作者：中國(guó)3D打印網(wǎng) 閱讀：次
密歇根理工大學(xué)多產(chǎn)工程師Joshua Pearce一直致力于開發(fā)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的金屬3D打印技術(shù)。該項(xiàng)目涉及到一個(gè)由數(shù)控路器套件和一個(gè)金屬惰性氣體（MIG）焊機(jī)的裝置，以創(chuàng)建一個(gè)低成本的GMAW金屬3D打印機(jī)。
在Pearce和他的同事最近發(fā)表的一篇論文中，工程師詳細(xì)介紹了新型金屬3D打印過程的可能應(yīng)用。它們包括通過3D打印金屬特征來固定受損部件，利用基板創(chuàng)建部件，3D打印高分辨率物體，生成近凈組件，以及制造聚合物和鋼3D組合的“集成產(chǎn)品”打印。金屬三維打印機(jī)本身基于一種據(jù)稱受到Rostock delta RepRap打印機(jī)啟發(fā)的開源設(shè)計(jì)，只有它集成了基于氣體金屬電弧焊（GMAW）的打印頭，使金屬3D打印成為可能。據(jù)報(bào)道，開源金屬3D打印機(jī)的價(jià)格可低至1200美元。
這種創(chuàng)的新型打印機(jī)的制造使用焊接填充焊絲作為材料，比工業(yè)品質(zhì)的金屬粉末更容易觸及。盡管打印機(jī)與激光基金屬AM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)并不完全一致，但Pearce和他的同事們表示，它表現(xiàn)出“層間良好的粘合性”，適用于多種應(yīng)用。重要的是，它的低成本可以讓小企業(yè)，制造商和個(gè)人接觸到它。“市場(chǎng)上的大多數(shù)金屬3D打印機(jī)都是用于高端應(yīng)用的，這需要昂貴的設(shè)備，并使用相對(duì)危險(xiǎn)的細(xì)金屬粉末，”Michigan Tech的研究報(bào)告中寫道。 “由于成本和技術(shù)的共同性，中小型企業(yè)（SME），fablabs和個(gè)人制造商對(duì)使用增材制造技術(shù)對(duì)金屬原型和最終產(chǎn)品進(jìn)行加工的能力感興趣，這是無法實(shí)現(xiàn)的。”
考慮到與SME相關(guān)的應(yīng)用，Pearce和他的團(tuán)隊(duì)開始測(cè)試他們的GMAW金屬三維打印機(jī)，以實(shí)現(xiàn)五種不同用途。 3D打印的第一個(gè)應(yīng)用是金屬特征來固定現(xiàn)有零件，支架被3D打印到基材上。對(duì)于第二種應(yīng)用，機(jī)器用于3D打印金屬部件和基板。在它的例子中，研究小組將一個(gè)圓柱體印刷到基底上以創(chuàng)建一個(gè)鋤頭：“基底被切割成鋤頭形狀并在印刷圓柱體對(duì)面的邊緣磨尖。木頭或聚合物3D打印的棍子可以用作鋤頭的手柄。能夠在孤立的農(nóng)村社區(qū)生產(chǎn)這樣的產(chǎn)品可以被認(rèn)為是合適的技術(shù)，可以促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。“
為了展示3D打印機(jī)創(chuàng)建高分辨率模型的能力，研究人員增加制造了金屬鑿子模型和化學(xué)實(shí)驗(yàn)室支撐環(huán)模型。這些顯示出比以前版本的GMAW 3D打印機(jī)可提供的更高的分辨率，并且在使用之前需要最少量的加工。
第四個(gè)應(yīng)用程序生成一個(gè)近凈形狀的零件，由生產(chǎn)可定制的馬蹄鐵組成。這部分需要加工。
最后，研究團(tuán)隊(duì)展示了通過結(jié)合聚合物和金屬3D打印來制造集成產(chǎn)品的能力。在這個(gè)例子中，斧頭是使用開源打印機(jī)由鋼材3D打印的，其手柄是用尼龍打印的。正如研究人員所解釋的那樣：“像這樣的組合過程可以用來遠(yuǎn)程制造在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家很有用的類似開源工具，如錘子或其他手工工具。”Pearce和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)表明，他們的低成本和開源金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)足夠應(yīng)用于各種應(yīng)用。他們說：“金屬產(chǎn)品和零件可以使用這種技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)建，而低成本和開源優(yōu)勢(shì)使得每個(gè)人都可以使用它們。” “這也讓用戶能夠靈活地定制用于其他用途的硬件和軟件。”
在Pearce和他的同事最近發(fā)表的一篇論文中，工程師詳細(xì)介紹了新型金屬3D打印過程的可能應(yīng)用。它們包括通過3D打印金屬特征來固定受損部件，利用基板創(chuàng)建部件，3D打印高分辨率物體，生成近凈組件，以及制造聚合物和鋼3D組合的“集成產(chǎn)品”打印。金屬三維打印機(jī)本身基于一種據(jù)稱受到Rostock delta RepRap打印機(jī)啟發(fā)的開源設(shè)計(jì)，只有它集成了基于氣體金屬電弧焊（GMAW）的打印頭，使金屬3D打印成為可能。據(jù)報(bào)道，開源金屬3D打印機(jī)的價(jià)格可低至1200美元。
這種創(chuàng)的新型打印機(jī)的制造使用焊接填充焊絲作為材料，比工業(yè)品質(zhì)的金屬粉末更容易觸及。盡管打印機(jī)與激光基金屬AM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)并不完全一致，但Pearce和他的同事們表示，它表現(xiàn)出“層間良好的粘合性”，適用于多種應(yīng)用。重要的是，它的低成本可以讓小企業(yè)，制造商和個(gè)人接觸到它。“市場(chǎng)上的大多數(shù)金屬3D打印機(jī)都是用于高端應(yīng)用的，這需要昂貴的設(shè)備，并使用相對(duì)危險(xiǎn)的細(xì)金屬粉末，”Michigan Tech的研究報(bào)告中寫道。 “由于成本和技術(shù)的共同性，中小型企業(yè)（SME），fablabs和個(gè)人制造商對(duì)使用增材制造技術(shù)對(duì)金屬原型和最終產(chǎn)品進(jìn)行加工的能力感興趣，這是無法實(shí)現(xiàn)的。”
考慮到與SME相關(guān)的應(yīng)用，Pearce和他的團(tuán)隊(duì)開始測(cè)試他們的GMAW金屬三維打印機(jī)，以實(shí)現(xiàn)五種不同用途。 3D打印的第一個(gè)應(yīng)用是金屬特征來固定現(xiàn)有零件，支架被3D打印到基材上。對(duì)于第二種應(yīng)用，機(jī)器用于3D打印金屬部件和基板。在它的例子中，研究小組將一個(gè)圓柱體印刷到基底上以創(chuàng)建一個(gè)鋤頭：“基底被切割成鋤頭形狀并在印刷圓柱體對(duì)面的邊緣磨尖。木頭或聚合物3D打印的棍子可以用作鋤頭的手柄。能夠在孤立的農(nóng)村社區(qū)生產(chǎn)這樣的產(chǎn)品可以被認(rèn)為是合適的技術(shù)，可以促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。“
為了展示3D打印機(jī)創(chuàng)建高分辨率模型的能力，研究人員增加制造了金屬鑿子模型和化學(xué)實(shí)驗(yàn)室支撐環(huán)模型。這些顯示出比以前版本的GMAW 3D打印機(jī)可提供的更高的分辨率，并且在使用之前需要最少量的加工。
第四個(gè)應(yīng)用程序生成一個(gè)近凈形狀的零件，由生產(chǎn)可定制的馬蹄鐵組成。這部分需要加工。
最后，研究團(tuán)隊(duì)展示了通過結(jié)合聚合物和金屬3D打印來制造集成產(chǎn)品的能力。在這個(gè)例子中，斧頭是使用開源打印機(jī)由鋼材3D打印的，其手柄是用尼龍打印的。正如研究人員所解釋的那樣：“像這樣的組合過程可以用來遠(yuǎn)程制造在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家很有用的類似開源工具，如錘子或其他手工工具。”Pearce和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)表明，他們的低成本和開源金屬3D打印技術(shù)已經(jīng)足夠應(yīng)用于各種應(yīng)用。他們說：“金屬產(chǎn)品和零件可以使用這種技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)建，而低成本和開源優(yōu)勢(shì)使得每個(gè)人都可以使用它們。” “這也讓用戶能夠靈活地定制用于其他用途的硬件和軟件。”
研究人員認(rèn)為，他們的金屬3D打印機(jī)可以部署到世界各地的發(fā)展中國(guó)家，并鼓勵(lì)可持續(xù)的制造和開發(fā)它們。
中國(guó)3D打印網(wǎng)譯自：3ders.org
(責(zé)任編輯：admin)
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