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研究人员开发了不需要使用支撑结构的多轴机器人3D打印系统

作者:杏彩   来源:杏彩平台   日期:2019-02-11

研究人员开发了不需要使用支撑结构的多轴机器人3D打印系统

为期五天的世界上最大的计算机图形和交互技术大会 - SIGGRAPH 2018将于下周在温哥华启动。来自世界各地的许多研究团队在会议上展示了他们最新的项目成果,包括3D形状、增强现实、拓扑优化和3D扫描。今年,代尔夫特理工大学(TUDelft)也提出了新项目的研究成果。

由代尔夫特理工大学先进制造学教授兼设计工程系主任Charlie CLWang博士领导的研究小组发表了题为“支持自由体积多轴运动”的论文,并概述了本文的最新研究成果。据报道,该论文最近将发表在ACMTransactionsonGraphics期刊上。

代尔夫特理工大学的研究人员与中国清华大学和法国计算机科学与自动化研究所(INRIA)的研究人员合作,并在本文中解释了该团队如何开发出一种新的机器人3D打印技术。该技术自动创建一个3D模型,用于在不使用支撑结构的情况下制作工具路径。

论文摘要:“本文介绍了一种在机器人打印系统上制作三维模型的新方法,该系统采用多轴运动。材料沿着构建室中的弯曲工具路径堆叠,以减少对支撑结构的需求。多轴3D打印的刀具路径规划挑战是执行两个连续的分解,首先是体积到表面,然后是曲面到曲线。体积和表面之间的分解按体积内表面的顺序进行优化。标量场是该字段是有限的,因此它的等效表示从下面支撑的表面层,并呈现凸面以提供打印头的无碰撞导航。在提取所有表面层之后,考虑到机器人打印系统的限制。曲面到曲线的分解用工具路径覆盖它们。我们的方法成功地为具有大悬臂的3D打印模型生成刀具路径和高属性拓扑。我们在机器人平台上写了几个具有挑战性的案例。验证并证明其功能。“

王教授解释说,合作研究团队开发了世界上第一个能够监测机器人系统的算法,该算法使用弯曲的3D刀具路径来创建一般的实体模型。

该研究团队还在论文中指出,大多数商业3D打印系统实际上是使用2.5D制造的,其中材料在固定方向上逐层堆叠,这降低了开发成本和复杂性,但允许使用支撑结构。变得必要。没有人真正想要处理支持结构 - 一旦你的3D打印件超出打印平台,删除它们是一件麻烦事。但机器人3D打印系统具有更大的移动自由度,并且实际上可以改变材料在打印期间累积的方向。

研究人员在论文中写道:“在本文中,我们提出了一种新的方法来解决多轴AM刀具路径生成的挑战。我们的技术基于这样的观察,首先,通过将体积分解为表面层次序列。然后,每个表面被分解成弯曲的工具路径,这可以不断减少问题的维数。我们的算法搜索没有碰撞的累积序列,确保始终支持材料沉积,并且所有区域都可以打印多达考虑到硬件限制,表面层会覆盖工具路径。“

据报道,该论文的共同作者包括来自代尔夫特的ChengkaiDai教授、Wang;陈明武来自清华大学;来自INRIA的SylvainLefebvre;代尔夫特大学的郭新芳;来自清华大学的Yong-JinLiu。

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