Szoftverrel megduplázható a 3D nyomtatás sebessége

Hamarosan kereskedelmi forgalomban is elérhető lesz az a program, amivel kiküszöbölhetők az additív gyártásban használt gépek rezgései. Ez kritikus fontosságú vívmány lehet, hiszen a vibráció – mint eddig elkerülhetetlennek hitt tényező – lassítja a termelést, vagy deformálja a munkadarabokat. Az Észak-Amerika talán legnagyobb additív gyártási konferenciáján, a RAPID + TCT-n bemutatott módszer lehetővé teszi, hogy a gyorsaságot többé nem kell feláldozni a pontosság oltárán.

A szoftveres megoldást a Michigani Egyetemen szabadalmaztatták, majd egy Ulendo nevű cég fejlesztette tovább, és egyfajta fordítóként működik: összehangolja azt, ahogyan ideális körülmények között nyomtatnánk ki valamit, azzal, ahogy a valóságban kompenzálni kell az óhatatlanul fellépő rezgéseket. A módszer remekül működik olyan nyomtatóknál, amelyek mechanikusan mozgatják a nyomtatófejet – foglalta össze a lényeget a Technology.org.

„Amikor egy mozgó tárgy vibrációját szeretnénk csökkenteni, akkor azt legtöbbször lassítással tudjuk elérni, viszont a 3D nyomtatás eleve lassú folyamat, vagyis ezzel újabb problémát idézünk elő” – magyarázta Chinedum Okwudire, az egyetem docense, egyben az Ulendo alapítója. Hozzátette: sikerült megoldaniuk, hogy a 3D nyomtatás egyszerre legyen minőségi és gyors – olyannyira, hogy az eddigi sebességnek konkrétan a dupláját is el lehessen érni. Mindezt anélkül abszolválták, hogy jelentősen több energiát használtak volna fel, vagyis potenciálisan csökkentették a kinyomtatott alkatrészek költségét

Az Ulendo új szoftvere az FBS, ami a „Filtered B Splines” rövidítése. A név arra a matematikai függvényre utal, amivel Okwudire csapata a 3D nyomtató rezgését kompenzáló paranccsá alakítja át az eredeti utasításokat. „Mondjuk, egy olyan esetben, amikor a 3D nyomtatótól egyenes haladást kérünk, észrevehetjük, hogy a rezgés miatt felfelé kezd mozogni. Ilyenkor az FBS algoritmusa becsapja a gépet: arra utasítja, hogy lefelé vezető utat kövessen, és ennek hatására már tartani fogja a vonalat” – magyarázta a docens.

Különbségek a túl gyorsan (fenti kép), a hagyományos sebességgel (balra) és az FBS algoritmusával szabályozott nyomtatás között. Kép: Michigani Egyetem

A szakember egyébként akkor kezdett foglalkozni a vibráció problémájával, amikor az iparban dolgozott, és az volt a feladata, hogy megszüntesse egy marógép rezgéseit, ezáltal még pontosabb eredményt érjen el. Rájött, hogy a jelenleg rendelkezésre álló eszközökkel nem lehetséges a berendezés merevítése, és legfeljebb akkor lehet javítani a minőségen, ha lelassítjuk a gyártási folyamatot. 2011-től, már a Michigani Egyetem professzoraként szabadon belevághatott olyan szoftverek tervezésébe, amelyekkel lehetséges kiiktatni a gépek rezgéseit, és ez nem megy az idő rovására. Az első sikeres programot 2017-ben futtatták le – azóta kitartóan dolgoznak a tökéletesítésén.

Amikor a kutatást egy YouTube-videóban is bemutatták, először a kommentelők, majd a szakma is nyilvánvalóvá tette, hogy az elképzelésnek komoly piaca lehet – ekkor, lényegében közösségi biztatásra született meg az Ulendo mint az egyetem innovációs partnere. A kereskedelmi fejlesztések nagy részét már olyan szervezetek finanszírozása tette lehetővé, mint a Michigani Gazdaságfejlesztési Vállalat vagy a Nemzeti Tudományos Alapítvány. „A 3D nyomtatásban érdekelt ipari szereplőknek egytől egyig leesett az álla, amikor meglátták, hogy ennek a technológiának köszönhetően a nyomtató kétszer akkora sebességgel és tízszeres gyorsulással működik” – állapította meg elégedetten Brenda Jones, az Ulendo vezérigazgatója.

A fejlesztés persze nem áll meg ezen a ponton, hiszen Chinedum Okwudire és csapata már azon dolgozik, hogy az algoritmust egyéb géptípusok, így robotok, szerszámgépek, illetve minél több 3D nyomtató működésére is ráillessze.

A cikk a NEW technology magazinban jelent meg.