宾夕法尼亚州立大学的研究人员通过五轴加工使3D打印更高效
中国3D打印网1月20日讯，当您3D打印具有悬垂的对象时，传统上，在构建开始之前就将支持添加到打印中，因为下面的任何内容都不支持悬垂，并且您的打印很有可能不会成功。但是，许多研究已经找到了一种无需依靠支撑就可以打印具有悬垂部分的方法：移除它们很费时，而且您还很浪费材料。现在宾夕法尼亚州立大学的一对研究人员已经开发出了一种更快，更高效的方式来打印这类零件，而不必使用太多的支撑件。博士Xinyi Xiaoa和Sanjay Joshi最近发表了一篇关于他们工作的论文，标题为“五轴无支撑增材制造的工艺计划”。 摘要指出：“传统增材制造（AM）是二维的逐层材料沉积过程，需要构建支撑结构以及所需模型的构建。移除支撑结构是昂贵且费时的，特别是对于金属零件。使用五轴沉积机有可能无需支撑即可构建结构。但是，缺少自动过程计划软件来支持五轴机床的全面使用。本文介绍了一种自动方法，该方法允许在构建过程中使用五轴机床重新定向零件。重新定向仍然允许使用传统的平面沉积来构建零件，但无需使用支撑件。这要求将零件分解为子体积，以使每个子体积都有其构建方向，并且可以使用没有支撑结构的平面层构建。本文提出了确定子体积，其方向和顺序的算法，这些子体积构成了制造工艺计划的主要组成部分。通过对分解后的体积进行排序，同时确保与先前沉积的体积之间没有局部碰撞，来生成工艺计划。这种自动化过程的另一个好处是能够评估以无支撑方式制造零件的可行性。这可以向设计者提供有关零件的无支撑可制造性的反馈。举例说明了该方法论并确定了分解策略的可行性，以验证算法的有效性。”
具有支撑结构的3D打印兔子模型。图片由Instructables提供（室内艺术）
他们的想法是3D打印机，在打印时使用挤压臂或可移动的构建板在3D空间中以不同的方向旋转零件；这实质上使挤出过程中的每个表面“平坦”。通过向打印机增加一个附加轴，构建过程将变得更加高效，并且由于不需要支撑件而浪费更少的材料。据中国3D打印网了解，拆除支撑结构既昂贵又费时，特别是对于金属零件。使用五轴沉积机可以无需支撑就可以构建结构。由于市场缺少自动过程计划软件来支持五轴机床的全面使用。 他们还推出一种自动化方法，允许在构建过程中使用五轴机床重新定位零件。
重点在于新的预测打印准备模型，该模型可加快准备在五轴系统上打印的对象的过程。它通过将模型切成单独的部分来工作，每个部分都打印在不同的轴上。看看上面的3D打印兔子：脚在一条轴上，尾巴在另一条轴上，躯干在第三条轴上，耳朵在另一条轴上。使用宾夕法尼亚州立大学研究小组的程序，可以大大减少甚至减少所有支持材料的数量。
中国3D打印网点评：使用传统的增材制造技术的大型金属部件可能会花费数天时间，并且使用支撑结构会浪费大量材料。 增材制造功能非常强大，并且由于其灵活性而可以制造很多东西。
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