Stampa 3D con polimeri ad alte prestazioni – Design di una stampante scalabile raffreddata a liquido open source
L’aggiornamento della stampante 3D open source consente di stampare con materiali ad alte prestazioni
I ricercatori dell’Università norvegese di scienza e tecnologia (NTNU) hanno sviluppato un aggiornamento per la stampa 3D desktop open source a basso costo che potrebbe offrire la lavorazione di polimeri ad alta temperatura.
Per il loro sistema, i ricercatori hanno dotato una stampante 3D FFF , una Creality CR-10 Plus, con un estrusore di azionamento raffreddato a liquido e motori passo-passo, oltre a una camera di costruzione fatta in casa. In questo, la temperatura può essere aumentata a 135 °C. Questo è un requisito per la lavorazione di materiali ad alte prestazioni. Le modifiche comportano un prezzo di circa 1700 dollari USA per l’intero sistema.
Sarebbe un vantaggio di prezzo rispetto ad altri sistemi. Devi sapere che la prima stampante 3D che utilizzava un tale processo (FFF/ FDM ) è stata brevettata nel 1989 da Stratasys e uno dei suoi co-fondatori Scott Crump. La domanda di brevetto originale è scaduta nel 2009, innescando un boom nella stampa 3D.
Ci sono stati numerosi progetti che hanno sviluppato la versione FFF open source della tecnologia FDM di Stratasys . Il più noto è il progetto RepRap e il lavoro del Dr. Adrian Bowyer dell’Università di Bath. Questo sviluppo ha portato anche alla creazione di aziende come Makerbot , Ultimaker, Prusa e altri produttori che stanno contribuendo a plasmare il mondo della produzione additiva di oggi.
Tuttavia, un altro brevetto Stratasys ha limitato lo sviluppo. Nel 2000, ad esempio, l’azienda ha depositato un brevetto per camere di costruzione riscaldate in relazione alla stampa 3D. Tuttavia , anche questo è scaduto l’anno scorso e ciò consente di nuovo nuovi sviluppi.
Sviluppo della NTNU
La stampante 3D desktop aggiornata dei ricercatori consiste essenzialmente in due armadi IKEA METHOD che, quando collegati tra loro, offrono un volume di costruzione di 800 x 1200 x 800 mm. Durante la costruzione del loro sistema, il team lo ha dotato di rivestimento in acciaio, materassini isolanti e un pannello di vetro resistente al calore per l’indicatore di costruzione, prima di sigillarlo con nastro di alluminio e guarnizioni per garantire un funzionamento sicuro.
Per alimentare la camera di costruzione, il team l’ha dotata di un riscaldatore in silicone da 2,5 kW 500 mm x 500 mm montato su una piastra di alluminio in grado di dissipare il calore generato durante la produzione. Infine, il dispositivo è stato dotato anche di serbatoi e refrigeratori per creare “circuiti di raffreddamento a liquido” che impediscono il surriscaldamento dei motori passo-passo e dell’elemento riscaldante durante il funzionamento.
Hanno installato Creality CR-10 Plus nella nuova camera di costruzione. Sebbene i test iniziali abbiano identificato la perdita di calore lungo le guarnizioni superiori e la finestra di osservazione, l’unità è stata in grado di funzionare costantemente a 135°C con una temperatura dell’ugello di 400°C. Anche le parti risultanti, tra cui un banco stampato in PEEK 3D rinforzato con fibra di carbonio e un intricato vaso, hanno mostrato un eccellente livello di dettaglio e una qualità costante. Questo parla per una temperatura della camera di costruzione uniforme.
Tutti i risultati dei ricercatori sono descritti nel documento ” Stampa 3D con polimeri ad alte prestazioni – Design di una stampante scalabile raffreddata a liquido open source “. L’opera è stata scritta da Andreas Hagerup Birkelid, Sindre Wold Eikevåg, Christer W. Elverum e Martin Steinert. In questo lavoro puoi trovare anche le parti utilizzate e l’approccio dei ricercatori.
