Analisi delle vibrazioni delle stampanti 3D a sbalzo a forma di cantilever

India: i ricercatori analizzano gli effetti delle vibrazioni nelle stampanti a sbalzo 3D
Nella recente analisi ” Analisi delle vibrazioni delle stampanti 3D a forma di cantilever “, i ricercatori A. Srivastava, C. Gautam, N. Bhan e Ram Dayal discutono su come migliorare ulteriormente l’hardware di stampa 3D, mentre le esigenze degli utenti continuano a evolversi. Concentrandosi sulla gamma di tecnologie disponibili — e sulla varia accessibilità e convenienza — gli autori si sforzano di affinare ulteriormente le capacità usando tecniche di vibrazione, aspettandosi che il loro studio influenzi la comunità open source RepRap in modo positivo.

Gran parte della ricerca sulla stampa 3D è stata incentrata sulla stampa 3D FDM e sui modi per migliorare le proprietà meccaniche e di superficie. In questo studio, i ricercatori stanno anche esplorando la qualità delle prestazioni grazie alle migliori proprietà meccaniche, ma anche al modo in cui le vibrazioni durante la stampa 3D possono causare difetti. Mentre la stampante 3D utilizzata può sembrare robusta e capace, la stabilità potrebbe essere un problema durante il processo effettivo. Durante la fabbricazione degli strati, le vibrazioni possono influire in modo significativo sulla qualità della superficie. I ricercatori riconoscono che questo è un problema “intrinseco” e che finora non ha ricevuto studi sufficienti.

“Sebbene siano stati sviluppati molti metodi di post-elaborazione per modificare le prospettive del prodotto finale in vari modi, questi livelli offrono a molti utenti un buon fattore deterministico della qualità di 3DP. Come regola generale, quando gli strati sono grandi, irregolari e ondulati, il prodotto finale si discosta dal fornire la migliore qualità. Quando gli strati sono appena visibili, o la trama del prodotto finale, come curve o depressioni, è chiara, il prodotto finale è di buona qualità, anche se alcuni strati sarebbero ancora visibili ”, affermano i ricercatori.

Il team ha deciso di valutare una stampante 3D che sarebbe stata creata dall’inizio fino al “punto di perfezione”, con le vibrazioni da misurare in base all’asse che si muove di più e può sopportare il maggior peso. Le vibrazioni devono essere misurate in base all’estrusore, non alla piastra di costruzione. Uno dei vantaggi dello sviluppo del proprio hardware per questo progetto è che i ricercatori hanno avuto il lusso di dedicare il tempo a sperimentare tutte le diverse opzioni desiderate per ottimizzare anche prestazioni e convenienza (con un prezzo suggerito di $ 250).

Il team di ricerca ha riscontrato problemi iniziali come vincoli al movimento della stampante, mancanza di ripetibilità, mancanza di qualità della superficie e altro ancora. Furono costretti a rassegnare le dimissioni alla prima stampante allo stato prototipo, passando alla successiva iterazione con la struttura a sbalzo.

Una volta perfezionato il design a sbalzo, il team ha iniziato ad analizzare il progetto in generale, insieme alla qualità del loro prodotto. Hanno anche ricevuto input continui dagli appassionati di tutto il mondo, utilizzando la stampante in “modi inimmaginabili”.

“Un ampio database di dati vibrazionali riguardanti il ​​3DP potrebbe potenzialmente essere utilizzato per ottimizzare una stampante 3D per una qualità ottimale come un accordatore per chitarra, che utilizza anche l’analisi della frequenza. Inoltre, un sensore incorporato potrebbe anche essere usato per abilitare l’intelligenza artificiale in 3DP “, hanno concluso i ricercatori. “Il sensore può rilevare le vibrazioni o le curve che causerebbero vibrazioni eccessivamente elevate e regolare il codice G online per produrre una qualità migliore senza utilizzare molte risorse. La struttura della scatola soffre di vibrazioni per un semplice motivo. Poiché l’intero gruppo è direttamente o indirettamente unito a una copertura dell’ospite, le correnti vibrazionali viaggiano attraverso e finiscono vicino all’ugello dell’estrusore che può causare piccoli, ma comunque difetti.

“In futuro, l’industria manifatturiera non ruoterebbe completamente attorno alla tecnica di produzione additiva, come affermato dai nostri affermati social media, ma sintonizzata sul fatto di doverla incorporare nella sua matrice consolidata più ampia e, molto probabilmente, una tecnica ibrida di sottrattiva e additiva la produzione verrebbe fuori. “

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