Mer hållbara proteser och medicinsk utrustning för patienter och starkare delar för flygplan och bilar är bara några av de produkter som skulle kunna skapas genom en ny 3-D-utskriftsteknik som uppfunnits av en UMass Lowell-forskare.

Ämnen som plast, metaller och vax används i 3D-skrivare för att tillverka produkter och delar till större föremål, eftersom praktiken har stört prototyp- och tillverkningsfälten. Produkter skapade genom 3-D-utskrift av plast inkluderar allt från leksaker till drönare. Medan den globala marknaden för 3D-plastskrivare uppskattas till 4 miljarder USD och växer, utmaningar kvarstår med att säkerställa att skrivarna skapar objekt som produceras snabbt, behålla sin styrka och exakt återspegla den önskade formen, enligt UMass Lowells David Kazmer, en plastteknikprofessor som ledde forskningsprojektet.

Kallas injektionstryck, Tekniken som Kazmer var pionjär med finns med i den akademiska tidskriften Additiv tillverkning lades ut på nätet förra veckan.

Uppfinningen kombinerar element av 3-D-utskrift och formsprutning, en teknik genom vilken föremål skapas genom att fylla formhåligheter med smält material. Föreningen av de två processerna ökar produktionshastigheten för 3D-utskrift, samtidigt som styrkan och egenskaperna hos de resulterande produkterna förbättras. Innovationen producerar vanligtvis objekt ungefär tre gånger snabbare än konventionell 3D-utskrift, vilket innebär att jobb som en gång tog ungefär nio timmar nu bara tar tre, enligt Kazmer, som bor i Georgetown.

"Uppfinningen förbättrar avsevärt kvaliteten på de tillverkade delarna, gör dem helt täta med få sprickor eller tomrum, så de är mycket starkare. För tekniska tillämpningar, det här förändrar spelet. Den nya processen är också kostnadseffektiv eftersom den kan användas i befintliga 3D-skrivare, med bara ny programvara för att programmera maskinen som behövs, sa Kazmer.

Processen tog cirka 18 månader att utveckla. Austin Colon från Plymouth, en UMass Lowell Ph.D. kandidat inom plastteknik, hjälpte till att validera tekniken tillsammans med Kazmer, som undervisar i produktdesign, prototypframställning och processkontroll, bland andra ämnen. Han har ansökt om patent på den nya tekniken.