研究人员开发多喷嘴MF3技术 有望彻底改变3D打印技术

在传统的熔融沉积成型（ FDM）3D打印机中，熔融塑料或树脂通过一个喷嘴被挤出，在连续的沉积层中建立起一个三维物体，这些沉积层在冷却时相互结合。在整个打印过程中，喷嘴通过一个被称为龙门的结构在打印床上移动。

毋庸置疑，以这种方式打印大型物体可能需要相当长的时间。这个过程可以通过使用更大的喷嘴来加速--从而允许一次沉积更多的材料--但这样做会导致更大的单个材料层，使成品物体具有更粗糙、分辨率更低的外观。这就是多喷嘴熔融丝制造(MF3)的用处。

该技术由新泽西州立罗格斯大学的一个团队开发，包含了几个小喷嘴，它们都安装在一个龙门上。随着龙门的移动，每个喷嘴根据其相对于被打印物体的位置，独立地挤出或扣留材料。

这意味着物体的不同部分在同一时间被打印出来，材料层相对较薄。因此，物体的打印速度更快，而且分辨率也更高。

“我们技术的核心是一个控制软件，我们已经开发了这个软件，可以独立控制每个喷嘴的材料沉积，即使所有的喷嘴遵循相同的运动轨迹，”首席科学家Jeremy Cleeman表示。“我们还开发了一个热模拟，以帮助我们更好地了解发生在不同截面界面的粘合。通过调整各种参数，我们可以确保沉积的长丝将正确地粘合到相邻的先前冷却的长丝上。”

除了用于打印单个大型物体外，MF3还可以同时打印多个小型物体。作为额外的奖励，如果其中一个喷嘴发生故障，软件会改变打印过程，以便其他一个或多个喷嘴可以接替。

Cleeman说：“我们还有更多的测试要做，以了解我们可以制造的部件的强度和几何潜力，但只要这些元素存在，我们相信这可能是一个改变行业的游戏。”

关于这项研究的论文最近发表在《增材制造》杂志上。