2020年10月22日，南極熊獲悉，埃因霍溫理工大學的博士研究員Thomas Hafkamp正在開發一種用于快速成型制造的新型閉環控制系統。
Hafkamp在其題為 "Towards closed-loop control in photopolymer-based additive manufacturing "的論文中詳細介紹了他的工作，他的工作重點是基于樹脂的SLA工藝。雖然SLA工藝發展已經比較成熟，但大多數3D打印機并沒有利用傳感器數據來實時糾正打印工作，基本上是在一個開環上運行，據此預定義的打印參數決定了零件的質量和成功。
△理想的閉環控制系統，圖片來自埃因霍溫理工大學
反饋回路的力量
雖然2020年的SLA系統比以往任何時候都要復雜，但仍然存在打印失敗的問題。要在第一次運行時就完美地制造出一個零件，需要大量的技巧和經驗（以及運氣），這就需要基本上采用試錯的方法。用Hafkamp的話來說，你不可能 "CTRL + P，然后從3D打印機中得到一個無缺陷的產品"。
閉環可能是解決這個問題的答案，使用傳感器數據和智能算法來抵消干擾，否則會導致零件質量下降。在SLA的背景下，反饋控制需要一次性解決系統的過程模型、傳感器和執行器。
光固化的閉環控制
Hafkamp的工作首先進行了全面的文獻回顧，研究者在理論上證明了這種控制系統是可能的。然而，他確定主要的限制將是系統的測量方面，因為相關的機器實現的傳感器并不完全是現成的。他主動設計、制造和測試了一種新的光學測量儀器來解決這個問題。
這套新的測量儀器能夠測出光敏樹脂固化的程度，也就是說對樹脂的固化狀態進行測量。
△Hafkamp的儀器測量的光聚合過程，圖片來自埃因霍溫理工大學
作為概念驗證，Hafkamp在TNO材料解決方案實驗室設立了一個實驗，包括一個紅外光譜儀、一個UV LED執行器和一個嵌入式控制器。該儀器配有他自己開發的軟件，可以實現實時數據通信。結果顯示，該儀器能夠以每秒2萬次的速度快速測量，為未來更全面的、可用于3D打印機的實時控制系統做好了鋪墊。
△近紅外測量儀器，圖片來自埃因霍溫理工大學
實時過程監控和質量控制是增材制造領域積極研發的一個領域。最近，賓夕法尼亞州立大學從科技公司3M獲得了18萬美元的資助，用于探索金屬3D打印的質量控制方法。該團隊將使用無損評估（NDE）方法，即在不傷害零件或系統的情況下對其進行測試，以評估使用粘結劑噴射工藝3D打印的零件。
橡樹嶺國家實驗室的研究人員最近開發了一個基于人工智能的軟件，能夠實時監控PBF 3D打印過程。算法在生產過程中評估零件的質量，是替代表征設備的高性價比產品。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
