知识源于沉淀 罗格斯大学的工程师发明了一种3D打印大型复杂零件的新方法，而成本只是目前方法的零头。据该研究的第一作者称，这项名为“多重保险丝制造”的技术可能会成为3D打印行业的游戏规则改变者。
上图:研究中使用的3D打印机的机架包含三个喷嘴(右下)。MF3系统中使用的所有组件都可以直接在市场上购买。
罗格斯大学工程学院的研究生研究员、该研究的主要作者杰里米·克里曼(Jeremy Cleeman)表示:“对于这项技术，我们仍然需要进行更多的测试，以了解我们可以制造的组件的强度和几何潜力，但只要这些元素存在，我们相信这可能会改变行业的游戏规则。”
这种新方法被称为“多路保险丝制造(MF3)”，它使用单个框架，即3D打印机上的滑动结构，来同时打印单个或多个组件。通过对其原型进行编程，使其以高效模式移动，并使用一系列小喷嘴(而不是传统打印中常见的单个大喷嘴)来沉积熔融材料。据研究人员称，这可以提高打印分辨率和尺寸，并显著减少打印时间。
杰里米·克里曼说，“MF3将改变热塑性塑料的打印方式。”同时，他还表示，他的团队已经为他们的技术申请了美国专利。
上图:MF3原型使用0.4毫米喷嘴创建的对象示例。
3D打印行业一直试图解决所谓的“吞吐量-分辨率”权衡，即3D打印机沉积材料的速度和成品的分辨率。直径较大的喷嘴比直径较小的喷嘴速度快，但会产生较多的棱线和轮廓，后期必须进行平滑处理，增加了很多后期处理成本。
相比之下，喷嘴越小，沉积材料的分辨率越高，但目前使用传统软件的方法速度太慢，不具成本效益。
MF3创新的核心是它的软件。为了给3D打印机编程，工程师们使用一种叫做切片器的软件工具，这是一种将物体映射到要打印的虚拟“切片”或层的计算机代码。罗格斯大学的研究人员编写了切片器软件，优化了龙门架臂的运动，并确定了何时应该打开和关闭喷嘴，以实现最高的效率。研究人员在他们的论文中写道，MF3的新“刀具路径策略”使使用打印机“同时打印不同尺寸、不同几何形状和不连续的多个零件”成为可能。
杰里米·克里曼说，他看到了这项技术的许多好处。首先，MF3使用的硬件可以方便地从商店货架上购买，无需定制，更容易采用。
此外，由于每个喷嘴可以独立打开和关闭，MF3打印机具有内置弹性，因此不太容易发生代价高昂的停机。例如，当传统3D打印机的喷嘴出现故障时，打印过程必须停止。在MF3打印中，故障喷嘴的工作可以由同一臂上的另一个喷嘴承担。
杰里米·克里曼表示，随着3D打印技术的日益普及，特别是在新产品的原型制造中，解决吞吐量和分辨率之间的权衡至关重要。他补充说，MF3是这方面的一个重大贡献。
该团队在《增材制造》杂志上详细介绍了他们的工作。
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