學習零件基本幾何形狀

  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)計文件到最終的金屬零件，這一過程中零件有很多機會因變形而偏離其原始設(shè)計。材料、加工溫度和大氣成分以復雜的方式相互作用，Markforged試圖對此進行理解和控制。

  “Blacksmith”軟件將設(shè)計文件上傳到云中進行切片，然后，系統(tǒng)將文件發(fā)送到由一組連接的3D打印機共享的反饋循環(huán)中，隨著時間的推移提高每臺機器的零件精度。總體來說，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程的結(jié)果。

  在以上扳手的案例中，掃描零件時，扳手孔的直徑可以完美地插入，但是可能會有一些輕微的變形，軟件可以識別這些特征，將它們與點云進行比較，并識別出任何差異。將生胚零件從燒結(jié)爐中取出后，用戶可以掃描這些零件的幾何形狀，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)過程的哪些方面可能導致變形，然后創(chuàng)建一個糾正這些變形的新模型。

  “Blacksmith”軟件的成功將取決于其學習基本零件幾何形狀的能力。在這一軟件的邏輯中，每種設(shè)計都是幾何成分的非線性組合。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定位的一系列孔、邊、角和形狀。例如，一個簡單的零件由一個圓柱體和一個立方體組成，它們組合成一個新的形狀。“Blacksmith”軟件正在學習打印立方體的含義，打印圓柱體的含義以及這些形狀在上下文中的含義。總之，其目標是是利用從這些幾何學中學到的一切，使零件以及類似零件在首次打印時就獲得成功。

  3D科學谷Review

  Markforged 針對間接金屬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科學谷的市場研究，Markforged申請了專利，通過將粘結(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》。