东京大学开发出数十秒即可输出且材料能重复利用的三维造型装置

新产品 · 新服务 2018年10月22日
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近年来,以3D打印机为中心的数字制造技术作为新的制造方式备受关注。不过,3D打印机输出立体物体时比较费时间,一般需要几十分钟乃至几小时,而且成型品无法像粘土那样作为材料重复利用,这些都严重阻碍了数字制造技术的普及。

为解决这些问题,东京大学的研发小组开发出了新型三维物体造型装置“Dynablock”,通过组装内嵌磁铁、尺寸为9毫米的块体(图1),能快速形成任何三维形状(图2)。该装置利用线性致动器阵列从下向上推挤重叠8层的约3000个块体,使之相连接,只需几秒至几十秒时间即可快速完成造型,而且这些块体能重复利用。

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图1

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图2

此次的动态3D打印利用二维排列的线性致动器阵列从下向上推挤装置内层叠在一起的块体,使块体之间自动结合,由此实现高速组装。输出的三维物体的截面可以一层一层向上挤压造型,每层的的输出时间不到1秒,因此,数层的三维物体仅需几秒至几十秒即可完成造型。另外,通过将没用的块体推下来,块体之间会相互分离,可以对材料进行重复利用(图3)。

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图3

每个Dynablock块体内都嵌入了磁铁,块体之间可以沿水平方向或垂直方向结合。块体能重叠8层,利用24×16个致动器从下向上推挤(图4,照片右)。由于线性致动器周围安装了隔板,在装置内水平方向的块体不会相互结合,但致动器将块体推高到台面上之后,离开隔板的相邻块体就会因磁力而连接起来(图5,照片下)。因垂直方向嵌入的磁铁的磁力比水平方向弱,如图5所示,块体被推下来时,结合的状态便会分离。通过这种机制,从桌椅等物体(图6)到飞机(图4)等三维立体物体,均可在10~20秒内输出。另外,如果使用更小的磁铁,还可在保持目前的设计不变的情况下,将单个块体缩小至3毫米。

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图4

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图5

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图6

利用Dynablock的特点,有望将其用于制造业的原型制作,可提高设计速度。另外,今后通过进一步加快造型时间,还计划将其应用于三维实体显示器。

文 客观日本编辑部

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