能打印纤维复合结构的3D打印机The Bug
3D打印社区的任何人都认定，3D打印技术是一个非常好的创新，正在改变着能想到的几乎任何行业的生产制造工艺。虽然在很多的方面优于传统生产方式，但在几个方面，它仍然比不上传统的制造工艺。
比较明显的是，大多数3D打印机采用的这种层-层制造的方法创建的结构，没有传统方法制造的对象强度高，甚至不如在自然界中的复合结构。一层叠加一层的结构，可以轻松地构建原型，但是其强如就如用胶带把这些层捆绑在一起一样。传统的制造工艺，也包括纤维复合结构（就像蜘蛛网，鸟巢或衣服），能够把压力均匀地进行分解，因此，这些结构都更坚固、更灵活、更远远优于3D打印。
看到这里，你可能会想：为什么3D打印机不能够构建复合结构，而不是层结构呢？幸运的是，这正是ITT学生Sebastian Morales正在致力于的工作，这是一个称为“The Bug”（虫子）的有趣的本科项目的一部分。虽然现在还不太能够打印复杂的复合结构，但他已经做了一些精彩的工作，来探讨这些技术。前一段时间，他在Instructables分享了他的有趣的结果。
正如他在博客中解释说的，Morales想探索一种制造项目，该项目试图仿效自然界的工艺过程。 “通过对于自然界的制造方式的观察，我得到了灵感，创造了Bug，这是一个3D打印机，像机器人一样，它可以使用复合纤维。纤维复合材料已经存在了几千年，现在，他们已经演变成技术先进的材料，具有提供优良的特性，如强度-重量比、弹性、绝缘能力等。”
首先，他的目标是避免使用分层的生产工艺。他认为，如果3D打印它能够使用纤维复合材料打印，其潜力将大大增加。重要的是，像自然界中的重叠和多向结构会具有更高的强度-重量比。
他着手构建这种3D打印技术，测试各种打印机和材料后，他决定采用紫外线固化树脂（SLA）工艺来进行复合结构的打印，因为这种方式的固化速度足够快，保持形状以的同时能够达到理想的效果。
至于3D打印机，他仍采用实验室的设备。“认识到我是不会有足够的时间来设计自己的CNC数控机床，我决定我应该采用现有的设备。我在一些Repraps打印机上，如shapeoko等做了一些研究，在年底的圣诞节的时候，Matt Spenko博士捐助了一台Fab at Home，这是几年前一组学生制作的早期的3D打印机，之后就留在实验室了“。
这成了他的实验中使用The Bug 3D打印机。 “这台机器是一个非常友好的雕刻蜘蛛。”，他开始更有效率地制作复合形状，但是更大的挑战会摆在他面前。
“一开始，我并没有一种有效的方法来生成路径，我不得不用手工来选择这些点。出于这个原因我决定第一次打印应该是一个简单的三维钟形曲线。 我把表面简化成成一系列相交于一点的曲线，然后决定打印一下试试。”从上面可以看出这些结果。
此后，Morales开始研究生成复合的结构的更复杂方法。使用用于创建图形的应用程序Processing 2，他能够把3D模型转换成复合结构，并形成他的The Bug打印机可以进行打印的路径。“它从一个非常混乱的随机性转换成流畅的有组织的随机性，如果这样可行，我觉得让机器先打印一个网状的支撑，然后在这些支撑上面进行打印，会有更好的效果。”
经过试验，Morales已经能够打印出来一些基本的复核结果，但是能够进行优于3D打印层层结果的坚固的复合结果还有很长的路要走，Morales的项目并没有深入了，但是the Bug的确带给我们一些新的切入点和可能性。
相对于层层叠加，复合结构能够提高3D打印的质量吗？如果有更进一步的研究来让这种方法更加准确、经济地来进行高精度的打印，3D打印的发展无疑有了新的路径。说不定“The Bug”就是3D打印技术称为主流的制造工艺的关键呢！
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