来自宾夕法尼亚州立大学的两位研究人员,开发了专门用于五轴增材制造的自动化过程软件.

该程序由旨在自动切片过程的算法驱动,利用五个轴的功能并确保支持3D打印.肖欣怡将节省时间和成本作为工作的主要动力,并在工业工程学教授桑杰·乔希(Sanjay Joshi)的指导下,将其作为博士课程的一部分.

Joshi解释说:“我们希望使制造设计的决策过程自动化,以实现“按钮式增材制造”.该软件的想法是使五轴AM完全自动化,而无需手动工作或重新设计产品.”

与传统的三轴机床不同,五轴机床可以在平面之间旋转并沿XYZ平面线性移动.这样,系统可以更改构建平台和位于其上的零件的方向.这种额外的角度自由度允许喷嘴将材料挤出悬垂下方和其他难以到达的位置,这意味着五轴机床无需支撑结构即可打印复杂的几何形状.

没有支撑,使用的材料更少,机器主动打印所花费的时间更少,从而节省了大量时间和成本.不幸的是,由于与传统的龙门FDM相比,五轴3D打印更年轻,更简单,因此目前缺少实现这一目标所需的软件.

肖补充说:“五轴AM是一个新兴领域,而配套软件还不存在.本质上,我们开发了一种方法来自动将设计从CAD(计算机辅助设计)软件映射到AM,以帮助减少不必要的步骤.”

将3D组件分解为各个部分.

特色图片显示了肖氏工艺计划软件的输入和输出.

它是如何工作的?

软件通过确定零件的各个部分及其方向来工作,从而使它的算法可以确定要首先印刷零件的哪个部分以及以哪个角度印刷.通过这种分解过程,零件的几何形状被分解为单独的块,从而每个块都可以在前一个块的顶部打印,而无需任何支撑结构.当按照预定的顺序打印每个部分时,构建板会重新定向,以按照与使用乐高积木进行构建的过程一样的顺序设置下一步.

当然,如果没有支撑结构,将存在无法打印的几何形状.在这些情况下,该算法可以通知用户其设计的可行性,从而允许设计人员在进行打印之前进行更正并修改其几何形状-从而进一步节省了成本.

Joshi解释说:“有了算法,您真正不需要用户的专业知识,因为它在软件中.在计算机上创建任何东西之前,自动化可以帮助快速地尝试多种不同的方案.”

由于她的主要应用领域是航空航天和汽车,因此她已经表示计划进一步开发适用于工业金属3D打印系统的研究.她总结说:“使用传统的增材制造技术的大型金属部件可能需要几天的时间,而通过使用支撑结构会浪费大量材料.增材制造功能非常强大,并且由于其灵活性而可以制造很多东西.但是,它也有缺点.还有更多工作要做.”

旨在桥接CAD和3D打印世界的软件程序可以采用多种形状和形式.就在上个月,3D打印机制造商Stratasys宣布与引擎编程软件开发商nTopology建立合作伙伴关系,以简化夹具,固定装置和其他工具的增材制造设计(DfAM)工艺.合作伙伴已经开始为他们的用户开发一系列可访问的,可定制的DfAM程序,从FDM Assembly Fixture Generator开始.

在麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室的其他地方,研究人员最近开发了一种新颖的3D设计环境,使用户可以同时对对象的物理形式和电子功能进行数字化建模.MorphSensor借鉴了传统的CAD软件和电路构建软件,可将定制的机电一体化组件设计用于3D打印.