三维软件

宾州国家研究人员开发了一种用于无支持5轴3D打印的新型过程规划软件

来自宾夕法尼亚州立大学已经开发了专门用于五轴添加剂制造的自动化过程规划软件。

该程序由算法驱动,该算法旨在自动化切片过程,利用五个轴的功率并确保支持免费3D打印。新沂萧队将时间和成本节省作为工作的主要动力,她作为她的一部分提交博士项目在工业工程教授桑杰·乔希的指导下。

Joshi解释说,“我们希望将制造设计的决策过程自动化,实现‘按钮增层制造’。该软件的理念是使五轴AM完全自动化,而不需要人工工作或重新设计产品。”

工艺规划软件对3D零件进行分解,并生成无支架3D打印。通过Penn State Uni的图像。
工艺规划软件对3D零件进行分解,并生成无支架3D打印。通过Penn State Uni的图像。

旋转的好处

与其传统的三轴对应物不同,五轴机器可以在平面之间旋转,以及沿XYZ平面线性行进。因此,系统可以改变构建平台的方向和坐在它的部分。这种额外的角度自由度允许喷嘴在悬垂下方和其他难以到达的地方挤出材料,意思是五轴机器可以打印复杂的几何形状,而无需支持结构。

没有支架,使用的材料更少,机器主动打印的时间也更少,从而节省了大量的时间和成本。不幸的是,使这发生所需的软件目前缺乏,因为五轴3D打印是年轻的,相当简单,比传统的龙门FDM更复杂。

肖补充说:“五轴AM是一个年轻的领域,软件还没有成熟。从本质上说,我们开发了一种方法,可以从CAD(计算机辅助设计)软件自动映射设计到AM,以帮助减少不必要的步骤。”

将一个3D组件分解成各个部分的过程。通过Penn State Uni的图像。
将一个3D组件分解成各个部分的过程。通过Penn State Uni的图像。

它是如何工作的?

肖的软件通过确定零件的各个部分和它们的方向来工作,这使得它的算法可以决定零件的哪一部分将首先以什么角度打印出来。通过这个分解过程,零件的几何形状被分解成单独的块,这样每个块都可以在前一个块的基础上打印,而不需要任何支持结构。由于每个部分都是按照预定的顺序打印的,建造板重新定位自己,以建立在序列的下一步,在一个类似于用乐高积木建造的过程。

当然,会有不可打印的几何形状,没有支持结构。在这些方案中,该算法可以向用户通知用户设计的可行性,允许设计人员在提交打印之前进行更正并修改其几何形状 - 进一步节省成本。

Joshi解释说:“有了算法,你就不需要用户的专业知识了,因为它就在软件里。在你在机器上创建任何东西之前,自动化可以帮助你快速尝试一系列不同的场景。”

肖已经表示,她的主要应用领域是航空航天和汽车,她计划进一步将研究成果应用于工业金属3D打印系统。她总结道:“使用传统的增材制造技术制造大型金属部件,可能需要几天的时间,而且使用支撑结构会浪费大量材料。增材制造非常强大,由于它的灵活性,可以做很多东西;然而,它也有它的缺点。还有更多的工作要做。”

小型流程规划软件的输入和输出。通过Penn State Uni的图像。
肖的工艺规划软件的输入和输出。通过Penn State Uni的图像。

设计用于桥接CAD和3D打印世界的软件程序可以采用许多形状和形式。就在上个月,3D打印机制造商stratasys宣布与engine合作er软件开发人员nTopology对夹具、夹具和其他工装的增材制造(DfAM)工艺进行优化设计。合作伙伴已开始为他们的用户开发一系列可访问的、可定制的DfAM程序FDM装配夹具生成器

在其他地方,在麻省理工学院的计算机科学和人工智能实验室,研究人员最近开发了一种新颖的3D设计环境,使用户能够在数字上进行数字模拟对象的物理形式和电子功能同时。Morphsensor从传统的CAD软件和电路构建软件中借出,以使自定义机电组件能够设计用于3D打印。

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特色图片显示肖工艺规划软件的输入和输出。通过Penn State Uni的图像。

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