解决3D打印震动 密西根大学教授开发新软件算法提高3D打印速度

2017-10-25

密西根大学机械工程副教授Chinedum Okwudire的智能和可持续自动化研究实验室开发了一种称为“FBS振动补偿”的软件算法，可以有效地提高3D打印速度。

　　尽管在FDM类别中，桌面3D打印选项丰富，但消费者级3D打印确实有其局限性。速度无疑是其中之一。虽然台式机FDM 3D打印机今天的打印速度可能比几年前已经快很多了，但仍然有一些紧凑型台式3D打印机的速度受到限制。有趣的是，不仅仅是电机速度让桌面3D打印机落后于其同行业。因为虽然一些桌面标准的硬件理论上可以在非常高的速度下工作，但是难以控制的因素如振动使得这些速度在实践中无法实现。

　　这是因为消费级3D打印机采用轻质组件制造，这在某些方面有着优势，如便携性和成本，但这意味着它们没有很好的抵抗运动引起的振动能力。这意味着过度的3D打印速度可能会导致由打印头周围振动引起的错误。密西根大学的Okwudire公司的实验室正在努力解决这个问题，通过开发一种软件补偿技术来预测和减轻震动之前发生的振动，从而有效地阻止了源头的问题。

　　FBS算法减少了表面波纹

　　该技术被称为“滤波B样条(FBS)振动补偿”，并且使用3D打印机的动力学的先验知识来减轻振动问题。这样可以使机器更快地打印，而不会导致错误，如表面波纹。“软件补偿不是一种新技术，但挑战是如何以有效，强大和多功能的方式使用它，”Okwudire解释说。而FBS算法在实验中有效地工作，Okwudire和他的团队认为，这可能是一种高性价比的手段，可以从低成本的桌面3D打印机中取得更好的打印效果。使用软件补偿真是个好东西是，在某种意义上说，它是免费的，“Okwudire说，将聪明的技术与其他选项进行对比，例如投资于高级物理组件。实验室进行的一项测试涉及3D打印国会大厦建筑模型来测试有或没有FBS算法的区别。　

　　没有(以上)和(以下)FBS算法的3D打印国会大厦

　　首先，该模型使用“保守加速度”和60 mm / s的速度打印无FBS - 模拟如何避免振动问题，而无需访问减震算法。这意味着需要3小时59分钟的打印时间。接下来，研究人员试图打印模型，仍然是60毫米/秒，但加速度水平高出10倍。他们使用和不使用FBS算法执行此打印，每个需要2小时6分钟。虽然FBS辅助的打印结果完美，但不受支持的打印失败，同时极端的层次移动。研究人员甚至发现他们可以将加速度推到20倍，而不影响打印质量。但是，早期测试显示了FBS技术的巨大希望，密歇根大学的研究人员希望充分了解振动补偿的工作原理。他们说，这样做会让他们进一步减轻运动引起的振动，最终帮助他们进一步提高3D打印速度。

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