3D打印行業(yè)的重大突破,工程師造出自動無限3D打印機(jī)

盡管3D打印是一項新興技術(shù)，但它已迅速成為教育，制造等行業(yè)的主流。 3D打印機(jī)允許任何人輕松制作復(fù)雜零件。

但是，這些機(jī)器存在一個嚴(yán)重的缺陷。 3D打印機(jī)完成打印部件后，人員必須親自前往打印機(jī)取出部件。 在上一個零件取出前，3D打印機(jī)無法啟動其下一個打印作業(yè)。 這種限制削弱了3D打印機(jī)的生產(chǎn)力。 如果3D打印機(jī)可以自動彈出他們的打印產(chǎn)品，那么他們可以打印出恒定的零件流。 機(jī)器的效率會急劇增加。

許多企業(yè)已經(jīng)使用3D打印機(jī)來制造產(chǎn)品。 目前，他們的制造能力受到手動刪除/啟動打印作業(yè)的需求的限制。如果此任務(wù)是自動化的，那么更多公司將更容易使用3D打印進(jìn)行批量生產(chǎn)。

就個人而言，我在一個3D打印實驗室工作，為我的大學(xué)同學(xué)打印數(shù)百個零件。 從我的立場來看，很明顯，這種約束顯著限制了我們實驗室每天可以完成的打印作業(yè)數(shù)量。

解決方案該項目的目的是構(gòu)建一個全自動3D打印機(jī)：自動無限3D打印機(jī)。 自動無限3D打印機(jī)具有傳送帶模塊，可從打印機(jī)自動彈出已完成的打印作業(yè)。 憑借這一新穎功能，3D打印機(jī)無需人工干預(yù)即可打印出恒定的打印作業(yè)流。 這是3D打印行業(yè)的突破。 自動零件彈出將改善3D打印機(jī)的功能和性能。

此外，定制傳送帶允許用戶在y軸上無限打印。 這允許用戶制作更多種類的零件。 Automatic Infinite 3D打印機(jī)使用計算機(jī)視覺程序和一系列網(wǎng)絡(luò)攝像頭監(jiān)控打印作業(yè)。 萬一打印作業(yè)失敗，機(jī)器將自動彈出失敗的打印并重新啟動作業(yè)。

模塊化

傳送帶模塊設(shè)計成易于與其他3D打印機(jī)集成。 所有輸送機(jī)模塊組件均可進(jìn)行3D打印。 所有使用的電子產(chǎn)品都是標(biāo)準(zhǔn)的3D打印電子產(chǎn)品。 這意味著任何擁有開源3D打印機(jī)的人都可以使用這種機(jī)制來改造他們的機(jī)器。

用計算機(jī)視覺技術(shù)檢測零件故障

與所有其他3D打印機(jī)一樣，Automatic Infinite 3D打印機(jī)在打印零件時還是有極低的失敗的可能。 最常見的是，打印失敗是由于在打印過程中打印的物品，從平臺上脫離而引起的。 因此，自動無限3D打印機(jī)具有自動系統(tǒng)，可檢測零件是否已從打印床上拆下。

目前，打印機(jī)使用幀差分算法來檢測零件是否已從打印床分離。 本質(zhì)上，程序比較后續(xù)視頻幀以確定選擇區(qū)域中是否有任何移動。

該系統(tǒng)最近才被添加到機(jī)器中，并且仍在進(jìn)行修補(bǔ)。 此外，系統(tǒng)只能在打印機(jī)處于無限打印模式時檢測到部件故障。

[使用OpenCV演示幀差異]

上圖演示了一個Python程序，它使用幀差分來檢測手部移動。 如果算法檢測到打印物品在X軸上移動，它將標(biāo)記打印機(jī)并終止打印作業(yè)。 該算法不是非常準(zhǔn)確，并且要求該部件移動相當(dāng)大的量以觸發(fā)系統(tǒng)。

軟件

我們需要一個直觀的軟件應(yīng)用程序，允許用戶管理打印作業(yè)隊列。 用戶應(yīng)該能夠在3D打印機(jī)運(yùn)行時編輯/刪除/添加打印作業(yè)。 此外，Automatic Infinite 3D打印機(jī)應(yīng)易于維護(hù)和重新校準(zhǔn)。

Automatic Infinite 3D打印機(jī)具有易于使用的軟件應(yīng)用程序。 該應(yīng)用程序允許用戶輕松管理打印隊列。 在打印機(jī)運(yùn)行時，用戶可以在打印隊列中添加/刪除部件。

[打印隊列界面]

[打印隊列處理界面]

[設(shè)置菜單]

關(guān)于Hackaday Prize

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