Dwukrotnie szybszy druk 3D dzięki nowemu algorytmowi redukcji drgań

0

Użytkownicy niskobudżetowych drukarek przestrzennych, chcąc jak najprędzej otrzymać gotowy detal najczęściej stają przed dylematem: wyższa szybkość wydruku czy zadowalająca jakość? Metodą prób i błędów można co prawda osiągnąć optymalny stosunek tempa pracy do oczekiwanego wyglądu elementu, jednak najczęściej oszczędność czasu jest nieznaczna.

Naukowcom z Uniwersytetu Michigan udało się opracować sposób, pozwalający na niemal dwukrotne przyspieszenie procesu druku 3D bez pogorszenia jakości wytwarzanego detalu. Wszystko za sprawą algorytmu „FBS Vibration Compensation„, który tłumi charakterystyczne wibracje występujące podczas zwiększania prędkości, przyczyniające się do niekontrolowanych przesunięć głowicy drukującej.

Pierwsze rezultaty prowadzonych prac wyglądają obiecująco – badaczom udało się przekroczyć ograniczenia niskobudżetowych drukarek 3D zwiększając szybkość procesu prawie dwukrotnie przy niemal idealnym zachowaniu geometrii. Model testowy, którego druk trwa standardowo cztery godziny dzięki zastosowanemu algorytmowi był gotowy już po połowie tego czasu – wynika to z zastosowania wyższego przyspieszenia na poziomie 10 m/s2 (zazwyczaj druk przestrzenny odbywa się z akceleracją na poziomie 1-3 m/s2).

Teoretycznie urządzenia desktopowe mogą pracować z dość dużą prędkością, jednak szereg niepożądanych czynników implikowanych przez wzrost tempa pracy urządzenia (m.in. wibracje, których konsekwencją jest przesuwanie się kolejnych warstw) uniemożliwia zbyt szybkiego drukowania przestrzennego w praktyce. Doświadczenie naukowców wykazało, że dwukrotne skrócenie czasu wydruku bez zastosowania specjalnego algorytmu prowadzi do niewłaściwego nakładania kolejnych warstw, co jest skutkiem drgań strukturalnych silników krokowych.

Proces budowania detalu z zastosowaniem algorytmu (FBS) oraz bez (Baseline) przy zastosowaniu różnych prędkości druku 3D

Metoda proponowana przez naukowców z Uniwersytetu Michigan bazuje na rozwiązaniu problemów z dynamiką układów drukarki 3D w celu zniwelowania źródła problemów z wibracją oraz niepożądanego zjawiska falistości powierzchni. Autorzy FBS juz planują rozmowy z producentami niskobudżetowych drukarek 3D, którzy mogą być zainteresowani użyciem metody  w celu zwiększenia szybkości, dokładności i niezawodności swoich maszyn.

Badania nad stworzonym sposobem wciąż są nadal kontynuowane – autorzy poszerzając wciąż swoją wiedzę nad mechaniką desktopowych urządzeń addytywnych starają się opracować najbardziej optymalną metodę dla użytkowników.

Co ciekawe jeden z członków zespołu badawczego, wybiegając w przyszłość,  przewiduje, że niebawem będziemy mieli do czynienia z urządzeniami addytywnymi opartymi o systemy sztucznej inteligencji, co da im możliwość samoistnego wykrywania i naprawiania ewentualnych problemów. Idea przywodzi na myśl system opracowany przez Google, jednak czy jego wykorzystanie jest uzasadnione w przypadku niskobudżetowych urządzeń addytywnych?

Źródło: 3dprintingindustry.com

Udostępnij.

O autorze

Magdalena Przychodniak

Przyszła inżynier Inżynierii Biomedycznej, śledząca najnowsze doniesienia dotyczące biodruku oraz zastosowań druku przestrzennego w nowoczesnej medycynie. Zaangażowana w życie koła naukowego zajmującego się budową biodrukarki 3D.