麻省理工学院研究新技术可使用液态金属在几分钟内3D打印家具

麻省理工学院的研究人员开发了液态金属打印，这是一种新的增材技术，可以在几分钟内使用液态金属快速 3D 打印家具和大型物体。 他们的研究表明，团队使用液态金属 3D 打印桌椅腿和框架等家具部件，最终得到坚固的物体。 液态金属打印的过程从液态金属蜿蜒通过的预定路径开始，然后沉积熔融铝。 液态金属快速硬化并形成 3D 结构的形状，从而可以更快地 3D 打印坚固的家具。

麻省理工学院的研究人员表示，液态金属打印的 3D 打印速度比同类金属增材制造工艺快十倍，而且熔化金属的过程可能比其他一些方法更有效，因为金属也更容易获得，并且有大量的废料 可以回收利用。 该研究的资深作者、建筑系副教授兼自组装实验室联合主任 Skylar Tibbits 表示，虽然快速 3D 打印的进展令人鼓舞，但仍然存在妥协。 就液态金属打印而言，它关系到打印物体的分辨率及其视觉美感。

为了速度和规模而牺牲高分辨率

液态金属打印技术所生成的设计表现出明显的不规则性。 边缘粗糙，凹凸不平的表面与一些突出的硬化铝结合在一起。 麻省理工学院的研究人员承认这一结果，并表示虽然 3D 打印技术可以以较低的成本生产出比通常使用较慢的增材技术制造的部件更大的部件，但它尚无法实现高分辨率。 “但我们的大多数建筑世界，如桌子、椅子和建筑物，并不需要极高的分辨率。 速度和规模，以及可重复性和能耗，都是重要的指标。”Skylar Tibbits 说道。

麻省理工学院的研究人员还建造了一台可以熔化铝并容纳液态金属的机器。 然后将铝片放入电炉中，机器将其从陶瓷喷嘴注入预定的形状或路径。 研究人员选择陶瓷作为喷嘴主体是有原因的。 “熔化的铝会摧毁其路径上的几乎所有东西。 我们从不锈钢喷嘴开始，然后转向钛喷嘴，最后才使用陶瓷喷嘴。 但即使是陶瓷喷嘴也会堵塞，因为喷嘴尖端的加热并不总是完全均匀，”该研究的主要作者、苏黎世联邦理工学院的博士生 Zain Karsan 说。

3D 打印机陶瓷喷嘴

结合这些进展，家具零件和物体可以在几分钟内使用液态金属进行 3D 打印。 由于熔融铝在几分钟后冷却，用户可以立即将生成的产品用于他们想要的用途。 研究人员还发现，他们可以熔化的铝量越大，打印机的速度就越快。 展望未来，麻省理工学院的研究人员希望通过找到使喷嘴持续加热并防止液态金属粘附的方法来改进机器。 还正在考虑更好的熔融材料流动以及寻求设计替代方案以减少不规则的印刷。

正如斯凯拉·蒂比茨所说，“如果我们能让这台机器成为人们真正可以用来熔化回收铝和打印零件的机器，那将改变金属制造业的游戏规则。” 目前，它还不够可靠，无法做到这一点，但这就是我们的目标。 以及研究科学家兼实验室联合主任 Kimball Kaiser 和 Jared Laucks。 该研究在建筑计算机辅助设计协会会议上发表，并于最近发表在该协会的会议记录中。