Зазвичай при використанні стандартного 3D-принтера досить складно надрукувати один об'єкт, що складається з декількох матеріалів. Однак експериментальна нова система може спростити завдання, використовуючи «програмовану систему напруження».
Більшість 3D-принтерів споживчого рівня створюють об'єкти за допомогою процесу, відомого як моделювання методом наплавлення. Це включає завантаження в них котушки полімерної нитки, яку вони потім нагрівають до температури плавлення, а потім витискають зі свого сопла. Таким чином вони створюють елементи по одному горизонтальному шару за раз.
Якщо ви хочете надрукувати на 3D-принтері об'єкт, що містить декілька типів полімерів (наприклад, різного кольору), вам зазвичай доводиться міняти місцями котушки з полімерними нитками в принтері, оскільки він друкує різні частини об'єкта.
Це може бути дуже незручно. Наприклад, якщо ви друкували вазу з вертикальними смугами різного кольору з боків, вам довелося б міняти нитки на кожному надрукованому шарі. Ось тут і знадобиться програмована система напруження.
Вона починається з аналізу комп'ютерної моделі об'єкта, який потрібно надрукувати, визначення того, які частини цього об'єкта будуть надруковані з яких полімерів і в якому порядку. Потім вона використовує існуючий 3D-принтер для створення індивідуальної котушки з ниткою, різні частини якої зроблені з різних полімерів.
Ця котушка надрукована у вигляді плоскої горизонтальної спіралі. Для початку друкуються всі секції, які повинні бути виготовлені з першого типу полімеру, з зазорами між ними, де буде проходити інший полімер (-и). Потім у ці зазори наносять один або кілька інших полімерів, при цьому стики між різними ділянками нитки зрощуються.
Хоча процес як і раніше вимагає, щоб користувач вручну міняв котушки з різними джерелами, це потрібно робити тільки один раз для кожного типу використовуваного полімеру.
Після того, як отримана котушка з мультиполімерного композиту завантажена в принтер, об'єкт можна роздрукувати за один раз. У тих точках процесу складання, де повинні відбутися зміни між типами полімерів, екструдована «запрограмована» нитка зміниться відповідним чином.
Система розробляється при співпраці вчених з Університету Мейдзі (Японія), Університету Осаки і Техаського університету A & M.
Документ про дослідження був нещодавно представлений на онлайн-конференції ACM UIST.