Контроль динамики экструзии при трехмерной печати изделий
Аннотация:
Предмет исследования. Рассмотрен один из эффектов, возникающих при печати по технологии экструзии материала или послойного наплавления, который называется нежелательной динамикой экструзии. Этот эффект проявляется при больших ускорениях печатающей головки и приводит к наплавлению в углах деталей и неровностям печатного слоя. Чтобы минимизировать этот эффект, в современных системах управления применяются алгоритмы контроля динамики Advance. Однако такие недостатки как инертность, необходимость экспериментального определения степени компенсации, а также неопределенность влияния материала, геометрии сопла и параметров процесса печати на работу алгоритма не позволяют использовать данную группу решений в промышленных масштабах. Методы. Представлено исследование влияния следующих характеристик печати: типов материала и экструдера; температуры материала; геометрии слоя и сопла на проявление динамики экструзии путем проведения серии экспериментов. Тесты выполнены на трехмерном принтере Creality Ender 3. Полученные экспериментальные данные позволят расширить понимание влияния динамики экструзии при FDM-печати, а также найдут применение для модификации существующих алгоритмов управления динамикой. Представлена модификация алгоритма Advance на основе машинного обучения. Предложено внедрить алгоритм, содержащий две обученные модели нейронной сети. Одна модель предсказывает изменения направления движения печатающей головки для минимизации остаточных дефектов и повышения средней скорости печати. Вторая модель прогнозирует параметр компенсации для конкретных условий печати без необходимости ручной калибровки. Основные результаты. Предложена нейронная сеть, позволяющая определять параметр компенсации в зависимости от типа материала, толщины слоя, геометрии сопла и температуры печати. Обучение нейронной сети выполнено на основе экспериментальных данных. Разработанный алгоритм внедрен в алгоритм Linear Advance системы управления Marlin и протестирован на установке Creality Ender 3. Эксперименты показали, что разработанная модель способна успешно прогнозировать требуемую величину компенсации и может быть применена во время процесса печати. Практическая значимость. Предложенная модификация алгоритма Advance поможет облегчить и автоматизировать процесс компенсации динамики экструзии, что расширит возможности применения трехмерных принтеров в промышленных условиях. Полученный алгоритм может повысить точность и скорость печати, что впоследствии повысит экономическую независимость и конкурентоспособность малых проектных организаций и предприятий России, применяющих трехмерные принтеры. Полученные результаты работы расширят возможности быстрого прототипирования и обеспечат ускорение создания опытных партий.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Влияние размерности, геометрии и ориентации наноструктур на распределение электрического поля в вопросах усиления комбинационного рассеяния света
- Оптические свойства планарных плазмон-активных поверхностей, модифицированных золотыми нанозвездами
- Применение методов биорадиофотоники для обработки биоэлектрических сигналов
- Автоматическое распознавание структур в полупрозрачных движущихся объектах на основе голографической муаровой интерферометрии
- Применение технологий нейронных сетей и компьютерного зрения для анализа изображений кожных новообразований
- Применение метода цифровой голографической интерферометрии для исследования низкотемпературной импульсной плазмы
- Полихромный источник света для реализации многоспектрального метода обработки изображений кожных новообразований
- Уменьшение влияния амплитудных искажений LiNbO3 фазового модулятора на сигнал волоконно-оптического гироскопа за счет применения дополнительной модуляции
- Расчет и оптимизация оптической схемы фотоприемного модуля спектрального диапазона 1,3–1,6 мкм
- Анализ остаточных признаков с декомпозицией по эмпирическим модам для извлечения пространственных последовательных шаблонов из серийных изображений дистанционного зондирования
- Формирование траектории цифрового двойника многозвенного механизма с использованием адаптивного алгоритма оценки параметров нелинейного движения
- Исследование спектрально-люминесцентных свойств квантовых точек CsPb(BrCl)3 во фторфосфатных стеклах
- Исследование оптических явлений в мультиспектральном матричном фотоприемнике на основе кремния
- Исследование влияния отклонения от стехиометрии иттрий алюминиевого граната на эффективность конверсии ионов хрома в четырехвалентное состояние
- Влияние низких температур и термического отжига на оптические свойства квантовых точек InGaPAs
- Подход к обнаружению сообщества в динамических сетях, основанный на принудительной неотрицательной матричной факторизации
- Система визуального отображения изменения физиологического состояния пациентов с хроническим нарушением сознания и передачи данных по беспроводной оптической связи
- Обработка данных ледовой разведки при условии низкого качества исходных изображений
- Прогнозирование летального исхода у пациентов с установленным диагнозомCOVID-19
- Генерация слабейших предусловий программ с динамической памятью в символьном исполнении
- О возможности расширения исследуемых динамических диапазонов в термоанемометрии
- Эффект биений в одноосноориентированных полимерных материалах
- Численная методика расчета тяги сопла широкодиапазонного ракетного двигателя
- Численное моделирование характеристик высоконесущих профилей с энергетическими методами увеличения подъемной силы