多轴3D打印技术研究进展

3D打印技术通过逐层堆积的方式成型,克服了零件制造的几何限制,受到了学术界和工业界的广泛关注。但这种定向构建方式会导致零件存在阶梯效应,强度不足且需要添加支撑结构等一系列问题。为了解决传统层式打印存在的问题,研究人员开发了多轴3D打印技术。多轴3D打印技术使用多自由度机器人对零件进行动态构建,克服了传统层式打印的限制,显示出了极高的零件制造灵活性。鉴于此,对多轴3D打印技术进行了回顾,首先分析了传统3D打印存在的一些问题,然后综述了多轴3D打印技术的研究进展,包括多轴3D打印技术在路径规划、零件力学性改善、去支撑化、消除阶梯效应以及大尺寸打印上的研究概况。最后探讨了多轴3D打印技术目前存在的问题和未来可能发展的方向。

一种面向多轴熔丝制造的自动配准方法

基于多轴的熔丝制造(Fused Filament Fabrication,FFF)平台,可避免打印支撑的生成,提高打印设备的灵活性,但由于打印场景的复杂多变,很难使用高精度的传感器辅助打印。因此,本文提出一种基于场景感知的面向多轴3D打印的自配准方法,提高多轴FFF的定位精度和灵活性,并简化操作。实验证明:该方法可实现多轴打印过程的自动配准,不仅适用于桌面FFF打印,而且能应用于更大打印尺寸的建筑3D打印领域,辅助大场景范围内的多机协同工作。

复杂结构的多轴无支撑3D打印的工艺规划算法研究最新进展和展望

3D打印已被广泛应用于汽车、航空航天、船舶、医药等领域。但是,传统2.5轴沉积方式在大型复杂结构的制造中面临阶梯效应、需要支撑结构,甚至无法制造的困难。多轴沉积方式为复杂结构的制造打开了新局面,克服了传统方法需要支撑结构的问题,显示出极高的制造灵活性,但目前缺少对多轴无支撑制造的研究总结。因此,本文首先回顾了多轴无支撑制造的工艺规划方法,根据各方法处理复杂模型的能力,将其分为基于悬垂结构分解、基于骨架化、基于约束优化、基于曲面层分解和基于内/外体积分解等方法;然后,讨论了多轴无支撑打印在表面质量、悬垂区域制造、精度控制、路径规划等方面存在的问题和挑战;最后,针对目前存在的问题和挑战,展望了未来多轴无支撑打印的发展方向。