近日，中國東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種更強(qiáng)大、更有效率的3D打印物體的算法。該研究著重于熔融沉積建模(FDM)方法，3D打印連續(xù)的熔融塑料層，以及使3D打印物體如此輕巧的十字交叉內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
識別壓力點(diǎn)
雖然一致的填充圖案和尺寸對于一些3D打印是足夠的，但是該參數(shù)可能限制其他對象。例如，物體的較薄部分，即上述紅色組分中的壁可以從附加的結(jié)構(gòu)完整性中受益。盡管施加較少壓力的物體的中心可以以較不密集的形式分布，以保持物體的輕量化。
東南大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的算法考慮了這些低強(qiáng)度和高強(qiáng)度區(qū)域，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)可以從各種填充中受益。
2D和3D測試
首先，該過程使用簡單的2D形狀進(jìn)行測試，如下圖所示。
之后，團(tuán)隊(duì)測試了一個(gè)更復(fù)雜的3D狗的過程，當(dāng)3D切割為3D打印時(shí)，它由多層2D形狀組成。
圖9顯示了用于研究的狗的低聚三維模型。圖10顯示了彌補(bǔ)3D打印狗的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的填充物，腿部的密度更高，身體更低。
結(jié)論表明，通過使用該算法的3D打印對象，研究人員能夠提高物體的強(qiáng)度，以及在施加壓力時(shí)的效能。當(dāng)與產(chǎn)生這種強(qiáng)度的替代方法(即整個(gè)物體的填充比例較高)相比時(shí)，該算法還節(jié)省了打印這種致密部分所花費(fèi)的時(shí)間。
3D打印表面更光滑
同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)3D打印準(zhǔn)備的障礙，RepRap 3D打印機(jī)公司Prusa Research向其Slic3r軟件版本添加了可變層高度。因此，愛好者能夠設(shè)計(jì)3D打印更平滑的表面，而無需大幅度降低加工速度。
數(shù)學(xué)理論也是金屬3D打印和超材料結(jié)構(gòu)研究的關(guān)鍵方法之一。意大利和波蘭的研究人員已經(jīng)使用算法來預(yù)測彈性晶格結(jié)構(gòu)的行為，勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)創(chuàng)建了3D打印鈦的數(shù)學(xué)模擬。對這些材料的理論研究使科學(xué)家和工程師能夠了解如何在不同的應(yīng)用中使用它們。
據(jù)悉，該算法已經(jīng)在中國第23屆機(jī)電一體化與機(jī)器視覺實(shí)踐國際會(huì)議(M2VIP)上發(fā)表，補(bǔ)充文獻(xiàn)也已在網(wǎng)上發(fā)表。
