面向Web的3D打印装备物联接入方法及通信协议研究

物联网技术用于3D打印装备,可以在云平台支撑下,实现基于Web的大规模节点远程监控与管理,对3D打印智能工厂提供支持。其中,3D打印装备的物联接入是实现这一目标的前提。然而不同厂家3D打印设备由于采用的固件类型及数据协议不同,为了能够实现不同数据协议的3D打印设备的统一物联接入,提出一种3D打印设备物联适配接入方法,通过字符分割排序、二分查找、相似度判定等方法进行分级匹配,实现固件类型和数据协议对云服务平台的物联接入;在此基础上,进一步设计了用于3D打印设备接入的可靠通信协议。最后,进行了基于Marlin固件的3D打印物联接入系统软硬件的设计,并通过测试验证了所设计系统能够正常运行,安全可靠。

碳纤维3D打印的全局连续费马螺旋路径规划算法

连续碳纤维复合材料3D打印对于纤维分布的方向性和打印路径的连续性均提出了需求。对于各向同性的三维模型,传统路径规划采用层间变向扫描式或螺旋偏置路径规划算法,对于变向扫描路径规划算法是通过使用若干层单向纤维路径通过不同层扫描方向的改变来拟合整体纤维取向分布,其各层的实质依然是单向性的;螺旋偏置路径规划算法则难以针对不同子区域填充路径实现连续。针对这一问题,提出面向碳纤维3D打印的全局连续费马螺旋路径规划算法。基于偏置填充路径规划算法,保证层内纤维取向合理分布;通过偏置环数据预处理,保证路径规划点信息的正确性;通过偏置环关系的判断与旋入旋出点的计算构建全局连续性路径;通过规划文件的空间优化,减少打印路径点避免喷头的反复起停,生成用于连续碳纤维3D打印的Gcode文件。通过不同模型路径规划算法仿真对比和打印实验,验证了该算法的有效性。