Wieloosiowy system roboczy 3D firmy TU Delft umożliwia drukowanie bez obsługi

Zespół badawczy kierowany przez dr. Charliego CL Wanga, profesora i kierownika ds. zaawansowanej produkcji na Wydziale Inżynierii Projektowania w TU Delft, opublikował swoje najnowsze osiągnięcia badawcze w artykule zatytułowanym "Bezobsługowe drukowanie objętościowe". Multi-Axis Motion "na konferencję. Artykuł zostanie również opublikowany w czasopiśmie ACM Transactions on Graphics.

Artykuł, z którym naukowcy TU Delft współpracowali z naukowcami z Uniwersytetu Tsinghua w Chinach oraz z Francuskiego Instytutu Badań Informatyki i Automatyki (INRIA ), wyjaśnia, w jaki sposób zespół opracował nową zautomatyzowaną technikę druku 3D, która jest w stanie automatycznie tworzyć ścieżki narzędzia do wytwarzania solidnego modelu 3D bez użycia struktur pomocniczych

Streszczenie brzmi: "Niniejsza praca przedstawia nową metodę wytwarzać modele 3D na zrobotyzowanym systemie drukowania wyposażonym w ruch wieloosiowy. Materiały gromadzą się wewnątrz objętości wzdłuż zakrzywionych ścieżek narzędzi, dzięki czemu można znacznie zmniejszyć - jeśli nie całkowicie opuszczone - konstrukcje wsporcze we wszystkich modelach. Nasza strategia radzenia sobie z wyzwaniem planowania ścieżki narzędzi dla drukowania wieloosiowego 3D polega na przeprowadzeniu dwóch następujących po sobie dekompozycji, najpierw objętości do powierzchni, a następnie powierzchni do krzywych. Dekompozycja objętości do powierzchni jest osiągana poprzez optymalizację pola skalarnego w objętości, która reprezentuje sekwencję wytwarzania. Pole jest ograniczone w taki sposób, że jego wartości bezwzględne reprezentują zakrzywione warstwy, które są podparte od dołu i przedstawiają wypukłą powierzchnię zapewniającą bezkolizyjną nawigację głowicy drukarki. Po wyodrębnieniu wszystkich zakrzywionych warstw, dekompozycja powierzchni do krzywych pokrywa je ścieżkami narzędziowymi, biorąc pod uwagę ograniczenia z automatycznego systemu drukowania. Nasza metoda z powodzeniem generuje ścieżki narzędzi do drukarek 3D z dużymi zwisami i topologią wysokiej jakości. Zrobiliśmy kilka trudnych przypadków na naszej zrobotyzowanej platformie, aby zweryfikować i zademonstrować jej możliwości. "

Profesor Wang wyjaśnił, że zespołowy zespół badawczy opracował pierwszy na świecie algorytm zdolny do nadzorowania systemu zrobotyzowanego, który wytwarza ogólnie solidny model poprzez użycie zakrzywionych ścieżek narzędziowych 3D.

W dalszej części artykułu mówi się, że większość komercyjnych systemów druku 3D faktycznie używa technologii 2.5D, gdzie materiały gromadzą się warstwowo w płaszczyznach wzdłuż ustalonego kierunku, co obniża koszty rozwoju i złożoność, ale czyni to koniecznymużywaj struktur wspierających.

Nikt tak naprawdę nie chce mieć do czynienia ze strukturami wsparcia - boli ich usunięcie, gdy twój wydrukowany obiekt 3D jest poza polem drukowania. Ale zrobotyzowane systemy druku 3D mają dodatkowe stopnie swobody w ruchu i mogą faktycznie zmienić kierunek, w którym materiał gromadzi się podczas drukowania.

W artykule naukowcy napisali: "W tym artykule przedstawiamy nowa metodologia w celu sprostania wyzwaniu generowania ścieżki narzędzia w wielu osiach AM. Nasza technika opiera się na obserwacji, że wymiarowość problemu może być sukcesywnie zmniejszana przez najpierw rozkładanie objętości na sekwencje zakrzywionych warstw powierzchniowych, a następnie rozkładanie każdej powierzchni na zakrzywione ścieżki narzędzia. Nasz algorytm poszukuje sekwencji akumulacji, która jest wolna od kolizji, zapewnia zawsze obsługiwane osadzanie materiału i może drukować wszystkie regiony w jak największym stopniu. Zakrzywione warstwy powierzchniowe są pokryte ścieżkami narzędziowymi z uwzględnieniem ograniczeń sprzętowych. "

Współautorami artykułu są Chengkai Dai i profesor Wang z TU Delft, Chenming Wu z Uniwersytetu Tsinghua, Sylvain Lefebvre z INRIA, Guoxin Fang z TU Delft i Yong-Jin Liu z Uniwersytetu Tsinghua.

Aby zobaczyć działający w zespole wieloosiowy zrobotyzowany system drukowania 3D, obejrzyj wideo poniżej.