高解像度3Dプリント積層造形

高解像度3Dプリント積層造形
寄稿者: Wei Chao、Li Dichen

高解像度(2光子重合)技術を使用して大きな構造物を印刷する際の時間のかかる性質に対処するため、スペインのマラガ大学コンピューターサイエンス学部のチームは、印刷時間を短縮する新しいスライスアルゴリズムを開発しました。このアルゴリズムは、2 つ以上のボクセル タイプ (異なるサイズと形状) を使用してスライスを定義します。基本原理は、低解像度から高解像度までの各解像度で印刷できる 3D 構造の一部を繰り返し切り取ることです。

このアルゴリズムは、固定層厚層化と適応層厚層化に適用できます。アルゴリズムの核となる考え方は図 1 に示されており、2 つの異なるボクセル タイプ (2 つの解像度を表す) を使用して層別化が行われ、緑は高解像度を表し、赤は低解像度を表します。 2 つのレイヤーは交差しており、重なり合う部分は低解像度で高速に印刷できますが、突出部分や角の特徴でもある重なり合わない部分は、形態的特徴を維持するために高解像度で印刷されます。


図 1 マルチ解像度の階層化製造スライス アルゴリズムの簡略化された 2D 例 図 2 3 つのパーツの階層化例 この論文では、アルゴリズムを検証するために 3 つのパーツ (図 2 を参照) が選択されています。簡単にするために、2 つのボクセル タイプが選択されています。大きいサイズは小さいサイズの 2 倍であるため、理論的な高速化率は 2 倍です。実験は、2 つの解像度で印刷するグループ、高解像度のみで印刷するグループ、低解像度のみで印刷するグループの 3 つに分けられました。微細構造を観察すると、低解像度のサンプルのみ表面品質が非常に悪いため、考慮されません。 2 つの解像度での印刷と高解像度プロセスのみでの印刷を比較した結果を表 1 に示します。実験により、複数の解像度を使用すると印刷時間が大幅に短縮されることがわかっています。解像度の範囲がさらに変化すれば、より大きなスピードアップ率が達成されます。

マルチ解像度の階層化製造により、印刷時間を大幅に短縮できるため、マイクロ流体、メタマテリアル、濡れ性研究など、多くの分野に 2 光子重合 (TPP) を適用できるようになります。

表1 印刷構造情報 参照:
Fernandez JD、De Coninck J. マルチ解像度レイヤード製造[J]。ラピッドプロトタイピングジャーナル。25(2019)87-94。

寄稿者: Wei Chao、Li Dichen 寄稿部署: 機械製造システム工学国家重点研究室

多重解像度、解像度、階層化、二光子重合

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