在增材制造領(lǐng)域，大多數(shù)設(shè)備仍然在使用傳統(tǒng)的3軸機(jī)床，5軸機(jī)床雖然可以印刷復(fù)雜的幾何形狀，但是現(xiàn)有的設(shè)備仍然需要打印支撐結(jié)構(gòu)。如果沒(méi)有支撐，則將使用更少的材料，并且機(jī)器花費(fèi)更少的時(shí)間進(jìn)行主動(dòng)打印，從而節(jié)省大量時(shí)間和成本，不幸的是實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的軟件仍然缺乏。近期美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了專門用于5軸機(jī)床的工藝軟件，通過(guò)自動(dòng)切片過(guò)程的算法驅(qū)動(dòng)使增材制造涉及的決策過(guò)程自動(dòng)化。

無(wú)支撐的3D打印零件分解區(qū)域

該軟件通過(guò)確定零件的各個(gè)部分及其方向來(lái)工作，從而使它的算法可以確定要首先印刷零件的哪個(gè)部分以及以哪個(gè)角度印刷。通過(guò)這種分解過(guò)程，零件的幾何形狀被分解為單獨(dú)的塊，從而每個(gè)塊都可以在前一個(gè)塊的頂部打印而無(wú)需任何支撐結(jié)構(gòu)。當(dāng)按照預(yù)定順序打印每個(gè)部分時(shí)，構(gòu)建板會(huì)重新定向，以按照與使用樂(lè)高積木進(jìn)行構(gòu)建的過(guò)程一樣的順序設(shè)置下一步。

3D組件分解步驟

當(dāng)然，如果沒(méi)有支撐結(jié)構(gòu)，將存在無(wú)法打印的幾何形狀。在這些情況下，該算法可以通知用戶其設(shè)計(jì)的可行性，從而允許設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行打印之前進(jìn)行更正并修改其幾何形狀-從而進(jìn)一步節(jié)省了成本。

研究成員之一的Joshi解釋說(shuō)：“有了算法，您真正不需要用戶的專業(yè)知識(shí)，因?yàn)樗谲浖?。在?jì)算機(jī)上創(chuàng)建任何東西之前，自動(dòng)化可以幫助快速地嘗試多種不同的方案。”

由于該團(tuán)隊(duì)的主要應(yīng)用領(lǐng)域是航空航天和汽車，因此主要研究院Xiao已經(jīng)表示計(jì)劃進(jìn)一步開(kāi)發(fā)適用于工業(yè)金屬3D打印系統(tǒng)的研究。她總結(jié)說(shuō)：“使用傳統(tǒng)的增材制造技術(shù)的大型金屬部件可能需要幾天的時(shí)間，而通過(guò)使用支撐結(jié)構(gòu)會(huì)浪費(fèi)大量材料。增材制造功能非常強(qiáng)大，并且由于其靈活性而可以制造很多東西。但是，它也有缺點(diǎn)。還有更多工作要做?！?/p>