首創(chuàng)！基于智能化溫度感測(cè)的3D打印變速控制

之前，F(xiàn)DM?3D打印機(jī)都是以固定的速度打印的，用戶(hù)在切片軟件中設(shè)置好打印速度之后，打印機(jī)就以該速度打印。2018年12月4日，南極熊從網(wǎng)絡(luò)獲悉，臺(tái)灣地區(qū)大葉大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)便開(kāi)發(fā)一項(xiàng)智能化控制技術(shù)，能夠依據(jù)現(xiàn)行外在環(huán)境的溫度變化自動(dòng)調(diào)整打印參數(shù)，已達(dá)到調(diào)節(jié)打印速度的配比，是市場(chǎng)上首創(chuàng)的3D打印變速控制。

溫度與打印時(shí)速度，都是影響3D打印的重要參數(shù)。3D打印的原理是透過(guò)加熱原料將其高溫軟化，再透過(guò)噴嘴擠壓，以逐層堆疊的方式「印」出立體的物品。但從噴嘴擠壓出來(lái)的原料，一下要從200多度的高溫瞬間冷卻至常溫是需要時(shí)間的，若打印速度配比不均，例如速度太快，就會(huì)使噴嘴在上一層尚未冷卻的情況下繼續(xù)堆疊，后果就像在融化的奶油上又放上另一塊奶油。
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臺(tái)灣地區(qū)大葉大學(xué)工學(xué)院院長(zhǎng)陳郁文。廖家宜攝

而在原料冷卻之際，外在環(huán)境的溫度變化也是一種干擾因子。如果我們希望印出來(lái)的物件越精細(xì)，外在因素的干擾當(dāng)然越少越好。由臺(tái)灣地區(qū)大葉大學(xué)工學(xué)院院長(zhǎng)陳郁文帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)和塑料中心合作開(kāi)發(fā)的智能控制系統(tǒng)，便利用傳感器感應(yīng)外在環(huán)境溫濕度的變化，并在打印程序的指令語(yǔ)言（G－code）中導(dǎo)入感測(cè)結(jié)果自動(dòng)調(diào)整打印的速度配比。陳郁文說(shuō)，過(guò)去3D打印都是采固定速度的打印方式，但像這種導(dǎo)入溫度感測(cè)達(dá)到變速控制倒是目前市場(chǎng)上首創(chuàng)的新概念。

工具機(jī)與3D打印機(jī)這兩種看似兩極的制造原理（工具機(jī)屬于減法制造，3D打印屬于加法制造），但底層的控制系統(tǒng)卻是相同的。陳郁文說(shuō)，過(guò)去工具機(jī)產(chǎn)業(yè)在機(jī)臺(tái)中加入傳感器進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)已經(jīng)非常成熟，而他靈機(jī)一動(dòng)，于是也把相同的概念從工具機(jī)移轉(zhuǎn)到3D打印產(chǎn)業(yè)中。

陳郁文表示，雖然事前透過(guò)溫度感測(cè)調(diào)整打印參數(shù)已可大幅提升打印質(zhì)量，不過(guò)基本上3D打印的控制程序都是事先設(shè)定好的，萬(wàn)一遇上打印耗時(shí)較久的大型物品，要如何納入實(shí)時(shí)溫度感測(cè)結(jié)果？陳郁文透露這也是未來(lái)團(tuán)隊(duì)致力發(fā)展的方向，開(kāi)發(fā)可實(shí)時(shí)感測(cè)并控制打印參數(shù)的技術(shù)，雖然理論上可行，但陳郁文坦言這項(xiàng)技術(shù)的難度非常高，除了溫度的變因外，還必須考量精度誤差，藉由補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行校正，但倘若開(kāi)發(fā)成功，將是3D打印市場(chǎng)上的一大福音。

其也曾在發(fā)表會(huì)上展示自行車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)與無(wú)人機(jī)機(jī)箱的打印成果。陳郁文表示，3D打印的優(yōu)勢(shì)可以體現(xiàn)在產(chǎn)品前期研發(fā)與驗(yàn)證階段，代替正式量產(chǎn)前的試產(chǎn)，也因?yàn)榉峡焖俪尚蔚男枨?，更可以協(xié)助制造業(yè)者在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)上搶占先機(jī)。