Thesis koncentruje się na wykorzystaniu kooperatywnego druku 3D z robotami w celu poprawy skalowalności technologii

"Dokładniej, obiekt nie może być drukowany, jeśli jest szerszy niż pełny zakres ruchu poziomego dyszy wytłaczającej lub jest wyższy od maksymalnej wysokości dyszy wytłaczającej nad powierzchnią druku (tj. ")."

Zgodnie z tezą McPhersona, zatytułowaną "Skalowalny, oparty na kawałku krajalnik do kooperatywnego drukowania 3D", ograniczenia wielkości zadań drukowania mogą utrudnić osiągnięcie celu technologii "w pełni dynamicznego". W swojej pracy doktorskiej skupił się na zagadnieniu skalowalności drukarki 3D - ograniczonej wielkością łóżka drukowanego i wykorzystaniem pojedynczej głowicy drukującej - oraz braku automatyzacji produkcji, a także koncepcji kooperatywnego drukowania 3D i nowej strategii krojenia dla tej technologii, jako kombinacji

Streszczenie stwierdza: "Kooperatywny druk 3D to nowa technologia, która ma na celu zwiększenie szybkości drukowania 3D i przezwyciężenie limitu rozmiaru obiektu do zadrukowania dzięki zastosowaniu wielu mobilnych drukarek 3D (przenośna głowica drukująca). roboty) pracować razem nad pojedynczym zadaniem drukowania na hali produkcyjnej. Różni się od tradycyjnego druku 3D warstwa po warstwie ze względu na konieczność jednoczesnego działania wielu drukarek mobilnych bez wzajemnego zakłócania się. Dlatego potrzebne jest nowe podejście do krojenia modelu cyfrowego i generowania poleceń dla drukarek mobilnych, o czym wcześniej nie dyskutowano w literaturze. Proponujemy fragmentację opartą na kawałku za kawałkiem, która dzieli obiekt na porcje, aby różne drukarki mobilne mogły drukować różne kawałki jednocześnie, bez wzajemnego zakłócania się. W tym artykule opracowaliśmy najpierw krajarkę do kooperatywnego drukowania 3D za pomocą dwóch mobilnych drukarek z topionym osadzaniem (FDM). Aby umożliwić współpracę wielu innych drukarek mobilnych, stworzyliśmy szkielet umożliwiający skalowanie do wielu drukarek przenośnych o wysokiej wydajności równoległej. Aby potwierdzić nasz krajal do wspólnego drukowania 3D, opracowaliśmy również środowisko symulatora, które może być cennym narzędziem do wizualizacji i optymalizacji wspólnej strategii drukowania 3D. To środowisko symulacji opracowano również w celu eksportowania wizualizacji w formacie generycznym do użycia w innym miejscu. "

Wspólny druk 3D składa się z wielu niezależnych robotów 3D pracujących w swobodnym roamingu, które otrzymują instrukcje, jak je wydrukować część lub fragment całego obiektu. Mechanizm umożliwia autonomiczne wykonywanie dużych zadań drukowania, bez przerw, w jednym kawałku, bez interakcji człowieka. Theczęści są w rzeczywistości drukowane w 3D nad sobą, dzięki czemu są łączone podczas procesu, a nie po nim.

"Kooperatywny druk 3D rozwiązuje fizyczną skalowalność z założeniem, że wiele niezależnych drukarek 3D może być użytych do wytworzenia pojedynczy obiekt. Te drukarki muszą "współpracować", aby wytworzyć obiekty, które normalnie przekraczałyby ograniczenia rozmiaru tradycyjnej drukarki 3D. Muszą mieć swobodę poruszania się po dużym obszarze, tak, że ich zakres drukowania jest ograniczony jedynie rozmiarem powierzchni nadruku, w przeciwieństwie do stałego zakresu narzuconego przez mechanizm dyszy wytłaczarki. Podsumowując, zakładając, że powierzchnia druku jest łatwa do skalowania, potencjalny rozmiar wydruku będzie również wysoce skalowalny "- napisał McPherson.

" Ten nowy mechanizm rozwiązuje również skalowalność czasową, zakładając nowe drukarki 3D, które wchodzą na pole bitwy zmniejszyć całkowity czas drukowania. Biorąc pod uwagę, że liczba drukarek jest dynamiczna, możemy oszacować skalowalność czasu jako funkcję równoległej efektywności wykorzystania dowolnej liczby robotów. "

Konstrukcja klocka dzieli modele 3D na części, które są następnie dzielone pomiędzy robotami do drukowania 3D. Krajalnica przekształca te kawałki w polecenia drukowania dla robotów, a symulator tworzy wizualne, za pomocą poleceń fragmentatora, który pokazuje, jak prawdziwe roboty będą wykonywać swoje zadania. Ważne jest, aby symulator był właściwie zaprojektowany, ponieważ służy do sprawdzania poprawności algorytmu fragmentatora i fragmentatora - jeśli symulator nie jest dokładny, reszta procesu też nie jest.

W pozostałej części Teza, McPherson opisuje, w jaki sposób krajalnica umożliwia dzielenie modeli w taki sposób, że fragmenty mogą być drukowane równolegle w 3D, a także pokazywać, jak skalować krajarkę dla więcej niż dwóch robotów, aby uzyskać dodatkowe stopnie swobody przestrzennej.

"Wyniki pokazują, że opracowany krajalnica i symulator działają efektywnie" - napisał McPherson.

McPherson ma nadzieję, że ten projekt pomoże "stworzyć podstawy skalowalnego kooperatywnego drukowania 3D", co może otworzyć zupełnie nowe kierunek badań nad skalowaniem druku 3D, a potencjalnie nawet "zrewolucjonizowanie sposobu organizacji procesów produkcyjnych".