«Программируемый» филамент позволяет печатать детали из разных материалов на обычных 3D-принтерах

Большинство домашних 3D-принтеров создают объекты с помощью процесса, известного как моделирование методом наплавления. В нем используется полимерная нить, которая нагревается до температуры плавления, а затем выдавливается из сопла и формирует объекты слой за слоем.

Если вы хотите напечатать на 3D-принтере объект, содержащий разные типы полимеров (например, разного цвета), то скорее всего вам придется менять катушки с филаментом по мере того, как принтер печатает разные части объекта. Например, если бы вы печатали вазу с вертикальными полосами разного цвета, вам пришлось бы менять нити на каждом напечатанном слое, что очень не удобно. Вот тут и пригодится система программируемого филамента, которую разрабатывают ученые из Университета Мэйдзи (Япония), Университета Осаки и Техасского университета A&M.

Их решение начинается с анализа компьютерной модели объекта, который нужно напечатать, для определения того, из каких полимеров будут напечатаны разные части этого объекта и в каком порядке. Затем с помощью обычного 3D-принтера создается кастомизированный филамент, соответствующие части которого сделаны из разного пластика.

Этот филамент печатается в виде плоской горизонтальной спирали. Сначала печатаются все секции, которые должны быть изготовлены из первого типа полимера, с зазорами между ними, где будет находиться другой пластик. Затем эти зазоры заполняются другим пластиком, при этом стыки между различными участками нити сращиваются.

Хотя процесс по-прежнему требует, чтобы пользователь вручную менял катушки с разными материалами, это нужно делать только один раз для каждого типа используемого полимера.

После того, как полученная мультиполимерная катушка будет загружена в принтер, нужный объект можно распечатать за один раз. В тех точках, где один тип пластика должен смениться на другой, «запрограммированный» филамент изменится соответствующим образом.

Документ об исследовании был недавно представлен на онлайн-конференции ACM UIST.