研究人員開發多噴嘴MF3技術 有望徹底改變3D列印技術

儘管3D列印技術在不斷改進，但它仍然受到相對較長的列印時間和低解析度的限制。一項新技術可能會有所幫助，它同時利用多個小的列印噴嘴，而不是單一的大噴嘴。

在傳統的熔融沉積成型（ FDM）3D印表機中，熔融塑料或樹脂通過一個噴嘴被擠出，在連續的沉積層中建立起一個三維物體，這些沉積層在冷卻時相互結合。在整個列印過程中，噴嘴通過一個被稱為龍門的結構在列印床上移動。

毋庸置疑，以這種方式列印大型物體可能需要相當長的時間。這個過程可以通過使用更大的噴嘴來加速--從而允許一次沉積更多的材料--但這樣做會導致更大的單個材料層，使成品物體具有更粗糙、解析度更低的外觀。這就是多噴嘴熔融絲製造(MF3)的用處。

該技術由新澤西州立羅格斯大學的一個團隊開發，包含了幾個小噴嘴，它們都安裝在一個龍門上。隨著龍門的移動，每個噴嘴根據其相對於被列印物體的位置，獨立地擠出或扣留材料。

這意味著物體的不同部分在同一時間被列印出來，材料層相對較薄。因此，物體的列印速度更快，而且解析度也更高。

「我們技術的核心是一個控制軟體，我們已經開發了這個軟體，可以獨立控制每個噴嘴的材料沉積，即使所有的噴嘴遵循相同的運動軌跡，」首席科學家Jeremy Cleeman表示。「我們還開發了一個熱模擬，以幫助我們更好地了解發生在不同截面界面的粘合。通過調整各種參數，我們可以確保沉積的長絲將正確地粘合到相鄰的先前冷卻的長絲上。」

除了用於列印單個大型物體外，MF3還可以同時列印多個小型物體。作為額外的獎勵，如果其中一個噴嘴發生故障，軟體會改變列印過程，以便其他一個或多個噴嘴可以接替。

Cleeman說：「我們還有更多的測試要做，以了解我們可以製造的部件的強度和幾何潛力，但只要這些元素存在，我們相信這可能是一個改變行業的遊戲。」

關於這項研究的論文最近發表在《增材製造》雜誌上。

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