埃因霍溫理工大學開發出用於SLA 3D列印的閉環控制系統

2020-10-30 洋光材料科技有限公司

2020年10月22日，南極熊獲悉，埃因霍溫理工大學的博士研究員Thomas Hafkamp正在開發一種用於快速成型製造的新型閉環控制系統。
Hafkamp在其題為 "Towards closed-loop control in photopolymer-based additive manufacturing "的論文中詳細介紹了他的工作，他的工作重點是基於樹脂的SLA工藝。雖然SLA工藝發展已經比較成熟，但大多數3D印表機並沒有利用傳感器數據來實時糾正列印工作，基本上是在一個開環上運行，據此預定義的列印參數決定了零件的質量和成功。

△理想的閉環控制系統，圖片來自埃因霍溫理工大學


反饋迴路的力量
雖然2020年的SLA系統比以往任何時候都要複雜，但仍然存在列印失敗的問題。要在第一次運行時就完美地製造出一個零件，需要大量的技巧和經驗（以及運氣），這就需要基本上採用試錯的方法。用Hafkamp的話來說，你不可能 "CTRL + P，然後從3D印表機中得到一個無缺陷的產品"。
閉環可能是解決這個問題的答案，使用傳感器數據和智能算法來抵消幹擾，否則會導致零件質量下降。在SLA的背景下，反饋控制需要一次性解決系統的過程模型、傳感器和執行器。
光固化的閉環控制
Hafkamp的工作首先進行了全面的文獻回顧，研究者在理論上證明了這種控制系統是可能的。然而，他確定主要的限制將是系統的測量方面，因為相關的機器實現的傳感器並不完全是現成的。他主動設計、製造和測試了一種新的光學測量儀器來解決這個問題。
這套新的測量儀器能夠測出光敏樹脂固化的程度，也就是說對樹脂的固化狀態進行測量。

△Hafkamp的儀器測量的光聚合過程，圖片來自埃因霍溫理工大學

作為概念驗證，Hafkamp在TNO材料解決方案實驗室設立了一個實驗，包括一個紅外光譜儀、一個UV LED執行器和一個嵌入式控制器。該儀器配有他自己開發的軟體，可以實現實時數據通信。結果顯示，該儀器能夠以每秒2萬次的速度快速測量，為未來更全面的、可用於3D印表機的實時控制系統做好了鋪墊。

△近紅外測量儀器，圖片來自埃因霍溫理工大學

實時過程監控和質量控制是增材製造領域積極研發的一個領域。最近，賓夕法尼亞州立大學從科技公司3M獲得了18萬美元的資助，用於探索金屬3D列印的質量控制方法。該團隊將使用無損評估（NDE）方法，即在不傷害零件或系統的情況下對其進行測試，以評估使用粘結劑噴射工藝3D列印的零件。

橡樹嶺國家實驗室的研究人員最近開發了一個基於人工智慧的軟體，能夠實時監控PBF 3D列印過程。算法在生產過程中評估零件的質量，是替代表徵設備的高性價比產品。

原文轉載自：http://www.nanjixiong.com/thread-143420-1-1.html 侵刪

歡迎各界朋友一起探討3D列印技術！

合作交流微信：A13076794878

QQ：3331819260

相關焦點

  • 編碼器形式的步進電機閉環控制系統
    步進電機的閉環控制最早是採用編碼器的形式。初始狀態，系統受一相或幾相激磁而靜止。開始工作後，先把目標位置送入減法計數器；然後，「起動」脈衝信號加到控制單元上，控制單元在「起動」脈衝的作用下，立即把步進命令送入相序發生器，使激磁變化一次，後續的脈衝則由編碼器裝置產生。
  • 3D列印材料新突破：乳膠3D列印
    近日，據白令三維了解，來自高分子創新研究所、科學院和工程學院的維吉尼亞理工學院跨學科團隊共同提出了一種新的乳膠3D列印方法，並獲得了國家科學基金會獎。維吉尼亞理工大學也與米其林北美合作開展這個項目。 化學教授兼首席研究員蒂莫西龍（timothylong）表示：我的想法是，只有與自己截然不同的人合作，才能實現這些創新。
  • 奧地利開發3D列印超磁體用於清潔能源設備
    雷射粉末床熔合（LPBF）被用於製造NdFeB微結構磁體，這在常規製造中是不可行的。這樣的組件可以潛在地用於風力渦輪機和電動機內的磁性開關系統和傳感器。3D列印的微型超級磁體 圖片TU Graz。據3D列印超級磁鐵的研究人員稱，釹鐵硼磁鐵用於計算機和智慧型手機組件中，但尚未在其他應用中實現，包括電制動器，電磁開關和某些電動機系統。
  • 步進電機的開環與閉環控制原理
    步進電動機的控制方式一般分為開環控制與閉環控制兩種控制方式，其中開環控制步進電機最簡單的控制方式就是玎環控制系統，在這種控制方式下，步進電機控制脈衝的輸入並不依賴於轉子的位置，而是按一固定的規律發出控制脈衝，步進電機僅依靠這一系列既定的脈衝而工作，這種控制方式由於步進電機的獨特性而比較適合於控制步進電機，適合於我國的國情這種種控制方式的特點是
  • 4WEB醫學的3D列印脊椎側桁架系統獲得FDA市場準入許可
    金屬3D列印的特殊優勢是人工椎體被製成微孔結構，形狀像海綿一樣，類似我們骨頭中的骨小梁。有了這種『骨小梁』，相鄰正常椎體的骨細胞可以長入其中，最終二者融為一體，從而實現骨整合。2016年7月27日，3D列印骨科植入物的行業領導者4WEB 醫學公司宣布，該公司的3D列印脊椎側桁架系統已經獲得FDA的510K市場準入許可。
  • 開環電流傳感器與閉環電流傳感器
    傳統意義的閉環電流傳感技術以其高精準度被廣泛用於工業和汽車行業。通過在複雜並完全集成了電流傳感器的IC中應用專有的封裝技術和先進集成的算法，Allegro已經開發出全新的磁性電流傳感器IC，能夠以開環傳感器的架構實現近似閉環的精度。
  • 美國開發出3D列印環氧樹脂碳纖維複合材料
    中國航空報訊：美空軍研究實驗室（AFRL）已與阿肯色大學、邁阿密大學、路易斯安那理工大學和德克薩斯大學埃爾帕索分校的研究人員合作開發出3D列印環氧樹脂/碳纖維複合材料。
  • 氣體壓力閉環控制系統設計
    該氣體壓力閒環控制系統由PC104 VDX6354微電腦和步進電機實現控制功能，基於VC++和Matlab混合編程，由PC機根據精密數字壓力表實時傳輸來的數據建立氣壓預測模型，閉環控制步進電機，調節精密閥門的開度，從而確保工作氣體的高精度恆壓注入。在步進電機控制模塊引入坐標系，成功解決電機的碰撞問題。
  • 2020中國3D列印-增材製造設備、材料、軟體研發進展-上
    隨著增材製造進入到增材製造2.0時代（以數位化庫存，用於生產為特點），將有越來越多的類似於伊之密這樣的跨界企業進入到3D列印領域，與原有的生態圈一起共同驅動增材製造的發展。l2020研發重點：主軸刀具加工+雷射燒結的複合型精密金屬3D印表機　　l3D科學谷Review:沙迪克這些傳統製造企業對製造業中對模具和零件產品的加工要求的理解具備了歷史積累的深厚經驗，這些know how是這些企業進入到增材製造領域後，能夠針對市場的需求開發出針對性的解決方案的一個良好基礎
  • 3D列印聲學特性的幾何形狀在建築領域大有用途
    而3D列印，非常適合針對這方面的問題創造出獨特和定製化解決方案。聲學深刻影響了我們對於空間的有意識意識或無意識的看法，並在同時構成了建築的重要性能指標。辦公室、禮堂、房屋、公共空間，所有種類的空間設置都提供並需要擁有自己的一套獨特聲學參數。
  • 研究人員利用3D列印超材料開發出新型光學設備
    研究人員利用3D列印超材料開發出新型光學設備  Evelyn Zhang • 2019-04-30 20:03:42　來源：前瞻網
  • 懸浮生物3D列印：履行生物列印漂浮的承諾
    3D列印是否可以幫助實現這一目標？在過去的幾十年中，這些問題已經成為組織工程學（TE）領域研究的最前沿，這得益於有關傳統3D列印技術可以適應控制3D空間中高密度細胞群沉積的演示的推動。在不同的技術中，基於擠出的3D列印已被認為是實現TE視覺的最可能技術。特別是，對細胞活力影響有限的溫和加工條件，以及它們在加工具有廣泛性能的材料中的靈活性，使得該技術成為有吸引力的候選者。
  • 「3d掃描儀結合3d列印技術」學校3d創新教育的一把利器
    3d創新教育是以培養學生創新精神、創新能力、動手實踐能力為價值取向的新型教育。在3d創新教育中，我們要如何讓「3d掃描儀、3d列印技術」這兩把利器發揮重要作用呢？從提供3d掃描獲取數據到3d設計、數據再創造再到3d列印創意實現的完整解決方案是廣大師生的呼聲，更是教育改革時代背景下的一條創新之路。
  • 3D列印人體皮膚可實現自然色素沉著
    目前工程皮膚構造已被用於這些方向，但它們不具有天然皮膚的許多特徵，如毛囊，汗腺和色素沉著。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201801/375016.htm
  • 用於康復科學的3D列印：到時候了嗎？
    由於其多功能性，材料噴射通常用於醫療模型。它可以使用光敏聚合物進行列印，光敏聚合物是在紫外線下會硬化的樹脂。光敏聚合物可以具有多種特性-剛性或柔性，透明或不透明-允許在一個模型中集成多種顏色和材料特性。粉末床熔融印刷使用細粉一次建立模型，用於使用熱塑性塑料或金屬（例如尼龍或鈦合金）進行3D列印醫療設備和植入物。
  • 常見3d列印技術簡介和優缺點分析(FDM篇)
    3d列印作為一個新興技術，近些年開始走向普通大眾。作為一個3d列印從業者，是時候給大家做個簡單的科普了。3d列印主要有以下幾種常見的列印技術：FDM、SLA、SLS、SLM等。FDM熔融層積成型技術是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭在計算機的控制下，根據截面輪廓信息，將材料選擇性地塗敷在工作檯上，快速冷卻後形成一層截面。一層成型完成後，機器工作檯下降一個高度（即分層厚度）再成型下 一層，直至形成整個實體造型。優點：便宜、操作簡單。缺點：精度低、需要添加支撐，支撐去除難度和廠家支撐優化、列印材料有關，零件表面有較明顯的列印紋理。
  • 盤點3D印表機型的各種應用分類
    打開APP 盤點3D印表機型的各種應用分類 撒羅滿3d列印 發表於 2020-03-20 16:28:05 （文章來源：撒羅滿3d列印） 3D列印技術可以運用生活中的許多領域，這一期，撒羅滿將帶您走進3D列印技術類型的具體分享，同時為您展示印表機類型的列印方式，帶您更全面的了解3D列印領域。
  • 流淌著的血液 3D列印材料有哪些(二)
    【中關村在線3D列印頻道原創】上期，筆者系統闡述基於不同3D列印技術下所使用的3D列印材料，並結合實際情況敘述FDM機型所需要的線材。FDM機型需要將3D列印材料製作成線狀的材料，我們通常稱為線材。時下，線材的種類有很多，如常見的PLA、ABS線材，另外還有各種性能的線材，如具有磁性的線材、可導電的線材等等。
  • 荷蘭研究員配置了用於3D列印的新型水泥
    來源：中關村在線在增材製造領域，用混凝土進行3D列印是是一個比較特殊的領域之一，然而與傳統方法相比它仍然有優化材料使用、削減成本等優勢。然而3D列印混合物需要表現出一致的流動性和低粘度，才能夠避免「流掛」現象的出現，從而失去形狀穩定性和尺寸精度。
  • 用於軟機器人的3D列印材料最新進展
    軟機器人的3D列印提出了一種新穎而有前途的方法，可以直接從數字設計中形成具有複雜結構的對象。在此，來自以色列耶路撒冷希伯來大學的研究人員總結了用於軟機器人3D列印的材料領域的最新進展。 受自然和生物體啟發的軟機器人是由柔性、柔軟的材料製成的機器人，與堅固型機器人不同，它們是沒有馬達的。