是否有确定的可扩展 3D 打印机?
我见过中国公司打印整栋房子的例子,我很好奇打算(或至少能够)按比例放大以用于(非常)大型打印作业的打印机/耗材。
由于大多数业余打印机可能需要数百小时才能完成仍然可以握在我们手中的东西,所以我很好奇是否有任何打印机设计旨在通过易于扩展的打印区域有效地挤出材料。
最好是开源/免费;尽管我对现有的任何设计感兴趣,包括商业设计。
是否有确定的可扩展 3D 打印机?
我见过中国公司打印整栋房子的例子,我很好奇打算(或至少能够)按比例放大以用于(非常)大型打印作业的打印机/耗材。
由于大多数业余打印机可能需要数百小时才能完成仍然可以握在我们手中的东西,所以我很好奇是否有任何打印机设计旨在通过易于扩展的打印区域有效地挤出材料。
最好是开源/免费;尽管我对现有的任何设计感兴趣,包括商业设计。
放大(或缩小)任何东西的一大挑战是,并非所有属性或特征都是线性缩放的。
考虑一个简单的案例:一个小立方体。如果您将尺寸增加一倍,那么您的表面积就增加了四倍,重量也增加了八倍。
如果您采用桌面大小的 3D 打印机设计,并且尺寸只是翻倍,那么它的重量将是原来的 8 倍。但是将它固定在一起的所有螺栓的强度只有 4 倍。因此,承重螺栓有效地承受两倍的应变(每单位横截面积);确切的因素取决于很多事情(方向、杠杆等)。
如果放大 10 倍,它们的压力可能会增加 10 倍,并且可能会折断。
许多、许多零件都会有类似的问题:宽度是两倍、厚度是两倍的传动带仍然具有(相对)强度的 1/2——以及电机需要克服的刚度。
步进电机必须移动8倍的重量,以及你希望他们到远移动,远远快。但是当您旋转得更快时,步进器会失去扭矩。
我的主打印机几乎是 MendelMax 2,但 Y 轴大约大 6 倍(X 和 Z 是正常的)。在 MM2 上,整个构建平台沿 Y 方向移动——在我的打印机上,它的重量远远超过普通尺寸的 MM2——它的质量是 MM2 的 6 倍,因为尺寸的原因,此外它必须更加坚硬以避免下垂距离。我去了一个更大的电机,但它仍然几乎不能移动轴。我最终让它以非常正常的速度移动,但要打印长物体,它确实应该快 6 倍左右。
这将需要一个惊人的电机——以及真正大的电子设备来驱动它。
另一个挑战是打印材料——20 毫米直径的 PLA 纤维确实令人印象深刻,但有点难找,而且线轴也很难抬起。足够快地融化它所需的力量也将令人印象深刻。我在报告中看到的桥式打印机和家用打印机,通过大约 100 毫米宽的喷嘴使用泵送混凝土(我不知道喷嘴是由什么制成的,以经得起磨损)。请参阅观看这台巨大的 3D 打印机建造房屋以获取一些很酷的图片和视频。
扩大规模是一个引人入胜的项目——但它比看起来更难。
据我所知,现在所有可以打印房屋、桥梁等的“3D 打印机”都是实验模型(有时是非常精细的艺术项目)——它们只是不存在,除非是一次性的创作设计作为概念验证表明这是可以做到的。
也许其中一些项目发布了他们的计划和代码,但它们不是为大规模生产或一般用途而设计的,即使您设法构建其中一个的另一个副本,它也可能能够打印与原始打印相同的项目。
您特别询问了速度、材料和构建面积:
速度:速度真的取决于打印机喷嘴的大小,典型的桌面打印机有一个 0.4mm 的喷嘴,如果你用 1mm 的喷嘴替换它,打印机的速度大约会快两倍(1.25 喷嘴面积 vs 3.14 喷嘴面积,假设您有一个专为较大喷嘴设计的热端,可以足够快地熔化塑料)。
现在,“家用打印机”不使用标准的桌面热端(请参阅下面的材料)并且建筑物没有精细的细节,因此您可以将打印头做得更大。
然而,据我所知,早期的原型仍然比传统的构建方法慢得多。
材料:房屋通常不是由塑料制成的,我所知道的打印机有焊接设备而不是热端和挤压钢
可能还有其他方法,但我敢打赌它们都使用典型的建筑材料,例如钢而不是热塑性塑料。
尺寸:最后但并非最不重要的一点是,建造一个像房屋大小的平台的打印机显然是不切实际的,房屋打印机实际上是相对较小的机器人,它们在整个建筑项目中穿行,将材料留在它们身后,然后爬过前一层进行打印下一部分。