La plupart d'entre nous sont toujours enthousiasmés par l'opportunité de mettre de côté la fabrication de filaments fondus (FFF) unicolore et d'explorer le potentiel de l'impression multicolore et multi-matériaux, généralement réservée aux technologies à jet de liant et à jet d'encre haut de gamme. Bien qu'historiquement une technologie plus exigeante et complexe, l'impression multicolore offre souvent à l'utilisateur plus d'opportunités avec du matériel complémentaire.
Comme toujours, l'accessibilité et l'abordabilité sont ce qui permet vraiment aux nouveaux matériels, logiciels et matériaux de s'imposer. Dans cet esprit, une équipe de recherche du Département d'informatique et d'ingénierie du Texas A
Le filament programmable fonctionne avec les imprimantes 3D existantes, épissant plusieurs segments de filament en un seul fil. Le processus commence par simplement imprimer un nouveau brin de filament composé de différents brins de filaments existants. Ce nouveau fil de filament multicolore et multi-matériaux peut ensuite être utilisé pour imprimer un objet multicolore et multi-matériaux. La technique est conçue pour fonctionner avec des imprimantes 3D FDM à buse unique moins chères et est «basée sur des analyses et des expériences informatiques», comme indiqué dans «Filament programmable: filaments imprimés pour l'impression 3D multi-matériaux».
Le filament programmable est une nouvelle technique d'impression 3D qui permet aux utilisateurs d'imprimer en 3D un objet avec plusieurs matériaux à l'aide d'une imprimante FDM sans aucune modification matérielle. (De gauche à droite) Tout d'abord, les utilisateurs génèrent un filament contenant plusieurs matériaux, à alimenter dans l'extrudeuse, puis impriment en 3D un objet en couleur.
Bien que beaucoup puissent trouver que cela rappelle la technologie Palette avec un logiciel open source publié par Mosaic Manufacturing en 2018, les chercheurs ont expliqué ici qu'ils avaient été inspirés par DasMia, un utilisateur d'Instructables innovant avec un filament fin en forme de fil:
«… Nous développons le concept pour fabriquer un filament programmable reliant plusieurs segments de divers matériaux en un seul filament basé sur les spécifications de l'utilisateur (appelé filament imprimé). Nous démontrons que le filament imprimé peut être utilisé de la même manière qu'un filament conventionnel, c'est-à-dire extrudé à travers une buse standard, ne nécessitant aucune modification matérielle.
Alors que DasMia s'est concentré sur la production d'un filament arc-en-ciel assez impressionnant et que Mosaic offre aux utilisateurs une variété de façons d'innover après la mise à niveau de leurs systèmes et en s'appuyant sur Canvas Hub pour le support, le filament programmable vise à rationaliser les défis précédents rencontrés dans la double impression, en réduisant sur le déplacement et le mélange des couleurs et des matériaux entre les segments. Leur objectif est également de présenter plus d'options aux utilisateurs, outrepassant certains des facteurs limitants des technologies et méthodes précédentes. Cela inverse également des techniques plus courantes mais moins efficaces axées sur le post-traitement avec le brossage et la peinture. Avec le prétraitement du filament, l'imprimante effectue le travail de fabrication d'articles à multiples facettes.
Procédure d'impression d'un filament: (a) L'impression commence avec une couleur, (b) elle s'arrête à la fin de l'impression de tous les segments, permettant à l'utilisateur de changer le matériau. (cd) L'imprimante 3D imprime les segments restants en évitant la collision avec les segments précédents, (e) imprime ensuite des points pour joindre les segments adjacents.
Lors de l'épissage des segments pour créer un filament, une longue spirale est produite. Les auteurs affirment que cela peut être utilisé comme des filaments d'impression 3D standard. En tant que filament programmable, cependant, le matériau peut être ajusté avec précision pour les caractéristiques requises telles que l'épaisseur, la rondeur, etc. Les utilisateurs peuvent manipuler le chemin d'impression en conséquence, en déterminant la quantité de matériau nécessaire pour l'impression des segments, ainsi que la longueur de la spirale.
Un exemple de filament imprimé et d'objet imprimé à l'aide de celui-ci: Les couches de (a) et (b) sont imprimées dans la même longueur de segment (200 mm), mais apparaissent avec des comptages de couches différents.
Bien que ce processus offre de nouvelles opportunités aux utilisateurs, les implications pour l'avenir des filaments sont vastes en termes de capacité à produire des matériaux à la demande qui peuvent être programmés et personnalisés dans les moindres détails.
«Dans cette future chaîne d'approvisionnement de filaments, le client et le fabricant peuvent également travailler en étroite collaboration, ce qui permet aux fabricants de prendre conscience des besoins émergents en matière de production de nouveaux matériaux pour la fabrication de masse», ont expliqué les chercheurs.
Ce travail a été accepté pour la conférence ACM UIST 20, qui s'est tenue du 20 au 23 octobre 2020. En savoir plus sur l'événement virtuel HCI (interaction homme-machine) ici.
[Source / Images: "Filament programmable: filaments imprimés pour l'impression 3D multi-matériaux"]
Le filament post-programmable: multicolore
