从云端对3D打印机进行低级控制可将速度提高54％

消费者3D打印已经为家庭和办公室带来了小规模的计算机驱动制造，但尽管存在大量桌面3D打印选项，但消费级3D打印确实有其局限性，速度无疑是其中一个局限。

负责U-M智能和可持续自动化研究实验室的机械工程副教授Chinedum Okwudire非常热衷于通过先进的软件以低成本提高3D打印机的速度和精度。

去年，Okwudire和他的团队开发了一种名为“FBS振动补偿”的软件算法，可以有效地将3D打印速度提高一倍。从那时起，他们一直致力于将振动补偿算法集成到Marlin中，并将其开源发布到3D printng社区。 “但我们还没有成功，因为ATMega2560微控制器的计算能力和内存都很低，不能支持我们的算法，”Okwudire说。 “我们现在正在考虑在更强大的微控制器上运行的固件上发布开放源代码。随着我们取得更多进展，我们将对此进行更多更新。”

与此同时，Okwudire的实验室一直在尝试一种控制3D打印机的新方法，其中在云中生成步进电机命令（和其他低级控制命令），而不是在微控制器上生成。

目前，广泛的3D打印服务（例如，基于云的部件建模、切片和打印服务）依赖于云计算。基于Web的无线主机平台（如3DPrinterOS，Astroprint，OctoPrint和Repetier Server）允许您直接从浏览器控制和监控打印机的各个方面以及打印作业。但是，这些平台通过从云向打印机发送G代码来控制3D打印机，同时将低级计算分配给本地控制器。

Okwudire的新想法与视频流的工作方式并无太大差别，是OctoPrint，Astroprint和3DPrinterOS工作方式的精致版本。它使支持Wi-Fi的3D打印机能够访问在云上运行的高级算法，而无需非常强大的微控制器。

“我们的初步结果非常令人鼓舞。我们能够从南卡罗来纳州和澳大利亚的基于云的控制器补偿位于密歇根州的Lulzbot Taz 6 3D打印机的振动，没有太多问题，因此打印时间缩短了54％。“ Okwudire解释道。

该打印机位于密歇根大学安娜堡分校，其步进电机指令是使用在南卡罗来纳州和澳大利亚的Google云计算机上运行的高级运动控制算法计算的。使用用户数据报协议（UDP）通过因特网发送步进电机命令并缓冲以减轻传输延迟;包括检查以确保传输数据的准确性和完整性。在两个位置使用基于云的控制器打印的除了一个部件之外的所有部件都是无障碍的（即，由于过度的传输延迟而没有暂停）。此外，使用基于云的控制器，打印的部件比使用标准本地控制器快54％，而不会降低精度。

中世纪城堡的打印品使用：（a）当地管制员（马林）; （b）基于云的控制器
南卡罗来纳; （c）澳大利亚基于云的控制器。打印的部分突出显示
由于其非常精细的支撑结构，在打印过程中虚线矩形失败（断开）

这项工作仍然是非常实验性的，但它已显示出巨大的希望。它可能只是3D打印机控制中的下一个重点，打印机可以按需访问强大的算法，无需升级到功能强大的微控制器即可提高性能。 “我们想象的是一个类似OctoPrint的平台，人们可以借助我们从云端运行的高级算法上传G代码和远程控制他们的打印机，”Okwudire说。

这项工作的详细信息发表在开放获取期刊Inventions的3D打印创新专刊中。这篇题为“从云端对3D打印机进行低级控制：向3D打印机控制即服务迈出的一步”的论文可以在这里找到。

Okwudire的实验室建立了一个网站：www.3DPCaaS.org，将有兴趣进一步研究这一想法的人聚集在一起，并在他们的3D打印机上进行测试。