學(xué)習(xí)零件基本幾何形狀

  Markforged 的金屬3D打印技術(shù)為一種間接金屬增材制造工藝，即首先3D打印零件的生胚，生胚制造材料為一種將金屬顆粒與塑料基質(zhì)混合在一起的金屬絲。打印完成后，零件被放入溶劑中，除去第一階段的粘結(jié)材料，然后再放入燒結(jié)爐將殘留粘結(jié)材料燒掉，并將金屬顆粒融合在一起。從最初的設(shè)計(jì)文件到最終的金屬零件，這一過(guò)程中零件有很多機(jī)會(huì)因變形而偏離其原始設(shè)計(jì)。材料、加工溫度和大氣成分以復(fù)雜的方式相互作用，Markforged試圖對(duì)此進(jìn)行理解和控制。

  “Blacksmith”軟件將設(shè)計(jì)文件上傳到云中進(jìn)行切片，然后，系統(tǒng)將文件發(fā)送到由一組連接的3D打印機(jī)共享的反饋循環(huán)中，隨著時(shí)間的推移提高每臺(tái)機(jī)器的零件精度。總體來(lái)說(shuō)，該軟件是Markforged 公司努力理解和控制其基于材料擠出工藝的間接金屬增材制造端到端過(guò)程的結(jié)果。

  在以上扳手的案例中，掃描零件時(shí)，扳手孔的直徑可以完美地插入，但是可能會(huì)有一些輕微的變形，軟件可以識(shí)別這些特征，將它們與點(diǎn)云進(jìn)行比較，并識(shí)別出任何差異。將生胚零件從燒結(jié)爐中取出后，用戶(hù)可以?huà)呙柽@些零件的幾何形狀，并將其發(fā)送回“Blacksmith”軟件，并在輸入文件和點(diǎn)云之間，比較掃描產(chǎn)生的結(jié)果。該軟件的目的是確定3D打印或燒結(jié)過(guò)程的哪些方面可能導(dǎo)致變形，然后創(chuàng)建一個(gè)糾正這些變形的新模型。

  “Blacksmith”軟件的成功將取決于其學(xué)習(xí)基本零件幾何形狀的能力。在這一軟件的邏輯中，每種設(shè)計(jì)都是幾何成分的非線(xiàn)性組合。還是以扳手為例，網(wǎng)格文件未描繪扳手，而是描繪了在較大幾何圖中彼此相對(duì)定位的一系列孔、邊、角和形狀。例如，一個(gè)簡(jiǎn)單的零件由一個(gè)圓柱體和一個(gè)立方體組成，它們組合成一個(gè)新的形狀。“Blacksmith”軟件正在學(xué)習(xí)打印立方體的含義，打印圓柱體的含義以及這些形狀在上下文中的含義。總之，其目標(biāo)是是利用從這些幾何學(xué)中學(xué)到的一切，使零件以及類(lèi)似零件在首次打印時(shí)就獲得成功。

  3D科學(xué)谷Review

  Markforged 針對(duì)間接金屬3D打印工藝中存在的變形與收縮挑戰(zhàn)所提出的解決方案不僅僅是軟件。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)研究，Markforged申請(qǐng)了專(zhuān)利，通過(guò)將粘結(jié)劑、陶瓷材料作為分離層與支撐層一起打印完成，使得金屬3D打印所獲得的生坯具有更好的防止變形與熱收縮控制能力。有關(guān)這一控制方式的研究請(qǐng)前往《減少3D打印后燒結(jié)變形， 看陶瓷材料如何應(yīng)用于擠出式金屬打印》。