研究员开发出实现增材制造自动化的新3D打印软件

　　aau讯（编辑 许乐）在传统制造过程中，通常使用自动化来提高效率和速度。基于此，研究人员希望为增材制造（AM）带来相同的优势，这其中涉及3D打印机械和工艺。

　　对于熟悉3D打印软件的人来说，5轴机器等3D打印硬件的创新已经超出了操作设备的软件的范围。为了帮助解决此问题，俄亥俄州迈阿密大学机械与制造工程系助理教授Xinyi Xiao帮助开发了一种自动化的流程计划软件，以节省金钱、时间和设计资源。

　　最近在宾夕法尼亚州立大学获得博士学位，并在工业工程学教授Sanjay Joshi指导下工作的Xinyi Xiao说：“五轴AM是一个新兴领域，而软件还不存在。”

　　五轴机床旨在沿着x、y、z做平面线性移动，并在这些平面之间旋转以更改对象的方向。五轴机器是传统三轴3D打印软件的一项创新，后者缺乏旋转功能，需要支撑结构。Xiao说，“虽然这些新机器可能更高效，并且可以节省成本，但它们无法发挥其全部潜力。这是因为它们缺乏与三轴机床相同的设计计划和自动化。但现在，我在宾夕法尼亚州立大学的博士课程中解决了这个问题。”

按钮式AM

　　在宾夕法尼亚州立大学，Xiao开发了一种方法，可以自动将设计从CAD（计算机辅助设计）软件映射到AM，以帮助减少不必要的步骤。Xiao说：“您可以通过此方法减少制造零件的时间以及使用更少的三轴支撑结构来节省资金。”

　　Joshi指出，Xiao发明的软件是基于一种算法的软件，该算法可以自动化制造设计的决策过程，并以按钮式增材制造为目标。Joshi说：“该软件的设计目的是使五轴AM完全自动化，而无需手动工作或重新设计产品。”

　Lego自动化方法

　　Xiao比较了该软件与将Lego构建基块组合在一起的工作方式。该算法会自动确定零件的截面和方向。该软件指定何时打印每个部分以及打印顺序中的方向。

　　零件的每个部分都可以在没有支撑结构的情况下进行打印，并按顺序进行制造，从而使机器能够沿其整个轴旋转以重新定向零件并继续打印。

自动化的好处

　　该算法可以在零件打印之前告知设计者的计划，以提高自动化程度并提高效率。这使用户可以进行校正或更改设计，以避免浪费并节省成本。它还可以确定使用无支撑制造来打印零件的可行性。Joshi说：“有了该算法，用户真的不需要的专业知识，因为这一切都可以在软件中实现。当用户在计算机上创建任何东西之前，自动化可以帮助用户快速尝试多种不同的场景。”

　　对于该软件的详细介绍，可在《增材制造杂志》上查阅。

　　目前，Xiao正计划继续她的工作，以扩大软件范围。她希望看到它能够在航空航天、汽车行业实现自动化AM，她认为这些行业需要提高效率。“利用传统的增材制造技术，大型金属部件可能需要几天的时间，而通过使用支撑结构会浪费很多材料，”Xiao说。“增材制造非常强大，由于其灵活性，它可以制造很多东西。”

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