導(dǎo)讀：流量控制是決定3D打印質(zhì)量的關(guān)鍵因素。通常情況下，傳統(tǒng)的3D打印設(shè)置在整個(gè)打印過(guò)程中只會(huì)設(shè)置一次流量控制，但這會(huì)因?yàn)檩斎氩牧系闹睆讲灰恢碌纫蛩卦斐闪魉俚淖兓?br />
研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新的框架，用于實(shí)時(shí)調(diào)整FFF 3D打印機(jī)的流量控制，以提高打印質(zhì)量。雖然有些更高級(jí)的3D打印機(jī)能夠通過(guò)逐層調(diào)整流量的方式來(lái)優(yōu)化打印過(guò)程。它們會(huì)掃描每一層打印完成后的結(jié)果，與預(yù)期效果進(jìn)行比較，然后相應(yīng)調(diào)整下一層的流量。

有和沒(méi)有力控制打印，圖片來(lái)自：ArXiv

盡管這種方法有所改進(jìn)，但并非最佳。研究人員提出的新框架能夠利用傳感器實(shí)時(shí)讀數(shù)，在整個(gè)打印過(guò)程中連續(xù)調(diào)節(jié)流量。

這是通過(guò)一種稱(chēng)為“力控打印”（FCP）的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。這種技術(shù)在擠出機(jī)上安裝了力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)D出絲材時(shí)施加的力量。基于這些數(shù)據(jù)，算法調(diào)整擠出速度，以保證施加的力量始終保持在預(yù)設(shè)的恒定水平。他們解釋說(shuō)：

“在FFF的力控打印（FCP）中，我們?cè)跀D出機(jī)組件中裝設(shè)了一個(gè)傳感器，以測(cè)量打印時(shí)通過(guò)噴嘴擠出絲材的力。與傳統(tǒng)的預(yù)設(shè)絲材驅(qū)動(dòng)速度方法不同，F(xiàn)CP系統(tǒng)會(huì)不斷調(diào)整驅(qū)動(dòng)速度，確保測(cè)量到的驅(qū)動(dòng)力符合預(yù)設(shè)的恒定標(biāo)準(zhǔn)。打印性能的優(yōu)劣很大程度上取決于控制器的性能。雖然可以使用PID控制器，但只有經(jīng)過(guò)精確調(diào)整的PID控制器才能在應(yīng)對(duì)外部干擾時(shí)，準(zhǔn)確控制擠出過(guò)程?！?br />

力控打印工作流程，圖片來(lái)自：ArXiv

為了優(yōu)化控制器的調(diào)整，數(shù)據(jù)通過(guò)貝葉斯優(yōu)化過(guò)程進(jìn)行分析處理，這是一種適用于數(shù)據(jù)點(diǎn)較少情況下的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法。在此過(guò)程中，力傳感器在整個(gè)打印作業(yè)期間提供間歇性數(shù)據(jù)。

這一方法已通過(guò)多次測(cè)試驗(yàn)證其有效性，測(cè)試結(jié)果顯示，使用FCP技術(shù)后的流量誤差顯著減少。此技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，尤其是對(duì)于消費(fèi)級(jí)桌面3D打印機(jī)，因?yàn)橹恍杼砑右粋€(gè)新的傳感器，而事實(shí)上某些打印機(jī)已經(jīng)裝備了這種傳感器。

該技術(shù)的軟件部分可以直接在打印機(jī)固件中實(shí)現(xiàn)，這將有潛力顯著提升所有FFF 3D打印機(jī)的打印質(zhì)量。

導(dǎo)讀：流量控制是決定3D打印質(zhì)量的關(guān)鍵因素。通常情況下，傳統(tǒng)的3D打印設(shè)置在整個(gè)打印過(guò)程中只會(huì)設(shè)置一次流量控制，但這會(huì)因?yàn)檩斎氩牧系闹睆讲灰恢碌纫蛩卦斐闪魉俚淖兓?br />
研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新的框架，用于實(shí)時(shí)調(diào)整FFF 3D打印機(jī)的流量控制，以提高打印質(zhì)量。雖然有些更高級(jí)的3D打印機(jī)能夠通過(guò)逐層調(diào)整流量的方式來(lái)優(yōu)化打印過(guò)程。它們會(huì)掃描每一層打印完成后的結(jié)果，與預(yù)期效果進(jìn)行比較，然后相應(yīng)調(diào)整下一層的流量。

有和沒(méi)有力控制打印，圖片來(lái)自：ArXiv

盡管這種方法有所改進(jìn)，但并非最佳。研究人員提出的新框架能夠利用傳感器實(shí)時(shí)讀數(shù)，在整個(gè)打印過(guò)程中連續(xù)調(diào)節(jié)流量。

這是通過(guò)一種稱(chēng)為“力控打印”（FCP）的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。這種技術(shù)在擠出機(jī)上安裝了力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)D出絲材時(shí)施加的力量。基于這些數(shù)據(jù)，算法調(diào)整擠出速度，以保證施加的力量始終保持在預(yù)設(shè)的恒定水平。他們解釋說(shuō)：

“在FFF的力控打印（FCP）中，我們?cè)跀D出機(jī)組件中裝設(shè)了一個(gè)傳感器，以測(cè)量打印時(shí)通過(guò)噴嘴擠出絲材的力。與傳統(tǒng)的預(yù)設(shè)絲材驅(qū)動(dòng)速度方法不同，F(xiàn)CP系統(tǒng)會(huì)不斷調(diào)整驅(qū)動(dòng)速度，確保測(cè)量到的驅(qū)動(dòng)力符合預(yù)設(shè)的恒定標(biāo)準(zhǔn)。打印性能的優(yōu)劣很大程度上取決于控制器的性能。雖然可以使用PID控制器，但只有經(jīng)過(guò)精確調(diào)整的PID控制器才能在應(yīng)對(duì)外部干擾時(shí)，準(zhǔn)確控制擠出過(guò)程?！?br />

力控打印工作流程，圖片來(lái)自：ArXiv

為了優(yōu)化控制器的調(diào)整，數(shù)據(jù)通過(guò)貝葉斯優(yōu)化過(guò)程進(jìn)行分析處理，這是一種適用于數(shù)據(jù)點(diǎn)較少情況下的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法。在此過(guò)程中，力傳感器在整個(gè)打印作業(yè)期間提供間歇性數(shù)據(jù)。

這一方法已通過(guò)多次測(cè)試驗(yàn)證其有效性，測(cè)試結(jié)果顯示，使用FCP技術(shù)后的流量誤差顯著減少。此技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，尤其是對(duì)于消費(fèi)級(jí)桌面3D打印機(jī)，因?yàn)橹恍杼砑右粋€(gè)新的傳感器，而事實(shí)上某些打印機(jī)已經(jīng)裝備了這種傳感器。

該技術(shù)的軟件部分可以直接在打印機(jī)固件中實(shí)現(xiàn)，這將有潛力顯著提升所有FFF 3D打印機(jī)的打印質(zhì)量。