密歇根大學(xué)開發(fā)一種可將現(xiàn)有機械3D打印速度提高一倍的軟件FBS

南極熊導(dǎo)讀,，3D打印過程中的振動會減慢構(gòu)建過程或使零件變形,，但新軟件可以使制造商在不犧牲精度的情況下保持速度或者更快。

2022年5月18日,，南極熊獲悉,，密歇根大學(xué)（University of Michigan）發(fā)明了一款可以大幅提高3D打印速度的軟件，現(xiàn)由Ulendo公司開發(fā)推廣,，已在北美最大的增材制造會議RAPID+TCT上推出,。

△由密歇根大學(xué)發(fā)明，Ulendo公司開發(fā)3D打印算法速度加倍軟件,，實現(xiàn)成本效率提升視頻,，視頻來自密歇根大學(xué)

該軟件本質(zhì)上充當(dāng)打印機在打印時，充當(dāng)震動補償轉(zhuǎn)換器,。它適用于以機械方式移動的絕大部分打印機,。

FBS 3D打印補償軟件
“如果你想減少移動物體的振動，人們通常會選擇放慢速度來做到這一點。但由于3D打印在放緩后可能會產(chǎn)生其它不必要的問題,，” UM機械工程副教授兼Ulendo創(chuàng)始人Chinedum Okwudire說,。“我們的解決方案可讓您在不犧牲質(zhì)量的情況下快速打印,�,！�

通過他們的軟件，打印機可以在不消耗更多能源的情況下將速度提高一倍,，同時還存在降低打印部件成本的可能,。

FBS（Filtered B Splines）是該軟件的名稱。該技術(shù)名稱指的是Okwudire團隊將3D打印機振動轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)函數(shù)并進(jìn)行修正補償,。

△密歇根大學(xué)實驗室的學(xué)生在2017年展示了FBS軟件的早期版本,。圖片來自Evan Dougherty, Michigan Engineering

實現(xiàn)快人一步的技術(shù)
“假設(shè)你想讓3D打印機直線運動，但由于振動,，運動會使打印頭向上運動,。FBS算法通過告訴機器沿著一條向下路徑來修正機器運動軌跡”O(jiān)kwudire說。

早些時候,，該教授在進(jìn)行工業(yè)化3D打印時,，就遇過高速震動所帶來的問題，當(dāng)時使用的是一臺高精度銑床設(shè)備,，因為無法采用加固機器或其它方式來防止振動,，因此他們不得不放慢速度。

直到Okwudire于2011年在UM擔(dān)任教授以后,，他們的團隊開始設(shè)計可以克服機器振動的軟件,。然后在2017年，來自該實驗室的一名機械工程研究生,，在3D打印機上將軟件功能實現(xiàn),。

△從圖中三種打印對比清晰可見，無論是時間成本還是打印質(zhì)量,，使用FBS修正軟件和沒有的區(qū)別（右下為有軟件修正的打印過程）,。圖片來自密歇根大學(xué)

“當(dāng)我第一次聽說這項技術(shù)可以讓3D打印機以2倍的速度和10倍的加速度運行時，所有3D打印同行的反應(yīng)和我一樣令人瞠目結(jié)舌,，”Ulendo首席執(zhí)行官Brenda Jones說,。

更多的軟件技術(shù)
Okwudire和他的團隊將致力于算法開發(fā)擴展到其他類型的機器，包括機器人,、機床和更多類型的3D打印機,。在RAPID + TCT上，他還展示他實驗室的最新技術(shù)SmartScan,。該軟件智能地移動激光束,，以防止通過粉末床融合打印的零件因熱量積聚而發(fā)生翹曲,，這種技術(shù)將粉末熔化成3D打印零件。

這款名為SmartScan的軟件,，根據(jù)他們的數(shù)據(jù)反饋,，顯示熱量分布提高了41%，變形減少了47%,。此外,，它還可能通過兩種方式加快生產(chǎn)過程：最大限度地減少打印機冷卻時間，以及減少打印后的缺陷處理,。

△該團隊還使用激光在兩塊不銹鋼板上打印相同的圖案進(jìn)行測試,，第一版他們使用SmartScan，第二版采用無軟件輔助,。與其他技術(shù)相比,，SmartScan打印件在打標(biāo)過程中的翹曲程度始終較低，并且熱量分布更加一致,。

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