Gli ultrasuoni per migliorare la finitura superficiale delle stampe 3D

La tecnologia ad ultrasuoni migliora la finitura superficiale delle stampe 3D

Lo stepping delle scale è un problema comune nella stampa 3D. Questo è quando le linee di giunzione appaiono tra gli strati e il materiale in eccesso viene lasciato come residuo sulla stampa, influenzando negativamente la sua finitura superficiale. Per molte applicazioni, la finitura superficiale è un componente importante, quindi gli esperti sono sempre alla ricerca di modi per migliorarlo. In un documento intitolato ” Miglioramento della finitura superficiale mediante trasduttori piezoelettrici multipli in modellazione di deposizione fusa “, un gruppo di ricercatori applica gli ultrasuoni nel tentativo di migliorare la finitura superficiale delle stampe 3D.

La post-elaborazione chimica, sottolineano i ricercatori, è un modo efficace per migliorare la finitura superficiale, ma comporta una leggera modifica della stampa, che può essere indesiderata. Un’alternativa è l’uso della tecnologia a ultrasuoni, che viene spesso utilizzata nella lavorazione e migliora sia la finitura superficiale che la resistenza a fatica. I componenti piezoelettrici creano vibrazioni ultrasoniche, che vibrano in direzione verticale e migliorano la finitura superficiale nella lavorazione laser assistita. I ricercatori hanno deciso di applicare la tecnologia alla stampa 3D per vedere se si potesse avere un effetto simile.

Nella tecnologia a ultrasuoni, uno strumento vibra ad alta frequenza e pompa una sospensione abrasiva tra l’utensile e il componente da rifinire. Il processo non crea una reazione chimica e quindi non provoca alcuna corrosione chimica del componente. Principalmente la tecnologia è stata utilizzata nella produzione sottrattiva, ma i ricercatori di questo studio hanno pensato che potrebbe essere altrettanto efficace con la stampa 3D FDM.

I ricercatori hanno utilizzato una stampante 3D UP Plus 2 per stampare diversi campioni di ABS.

“Per aiutare l’esperimento, un comune trasduttore piezoelettrico funzionante in modalità onda o vibrazione orizzontale è stato fissato e fissato saldamente a contatto con il focolaio della macchina FDM”, affermano i ricercatori. “Per garantire che la vibrazione si diffonda completamente, il trasduttore piezoelettrico è stato fissato su tutta la superficie. La maggior parte della sfida principale era il posizionamento del trasduttore piezoelettrico sulla piattaforma del focolaio. L’intenzione di assicurare che fosse montata perfettamente senza creare alcun contatto o colpire parti di stampanti 3D, mentre la stampante 3D eseguiva la calibrazione e il movimento di stampa. ”
I campioni assumevano la forma di rettangoli con quattro superfici, ma solo una superficie era focalizzata per l’applicazione della piezoelettricità. I ricercatori hanno applicato diversi numeri di piezos e hanno scoperto che con un piezo, la finitura superficiale è migliorata, e con quattro piezo è migliorata ancora di più, ma è stata la qualità più elevata con l’applicazione di due o tre piezo, interessante.

La ricerca mostra che l’applicazione della vibrazione ultrasonica può effettivamente ridurre l’effetto scala che è comune nella stampa 3D, con effetti diversi a seconda della quantità e della posizione della piezoelettricità applicata. I ricercatori ritengono che la tecnologia potrebbe essere applicata anche a diversi metodi di stampa 3D come SLA, SLS e Electron Beam Melting, e potrebbe avere applicazioni in settori come automobilistico, prodotti di consumo, medicina, sport e altro. Ulteriori ricerche sono raccomandate per studiare la consistenza della finitura superficiale stampando parti più complesse con superfici curve, ad esempio, o con un diverso grado di angoli. I ricercatori raccomandano anche di studiare altri materiali come il PLA oi materiali compositi.

Gli autori del documento includono AS Mohamed, S. Maidin, SB Mohamed, MK Muhamad, JHU Wong e WFA Romlee.

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