デスクトップ 3D プリンターをクラウドから制御すると、3D 印刷速度が 54% 向上します。

今日では、消費者向け 3D プリントにより、家庭やオフィスでの製造が可能になりました。市場にはさまざまな 3D プリンターがありますが、消費者向け 3D プリントには、印刷速度が遅いなど、依然として多くの制限があります。

2018年8月22日、アンタークティックベアは海外メディアから、機械工学准教授のチネダム・オクウディレ氏が、高度なソフトウェアを通じて低コストで3Dプリンターの速度と精度を向上させることに非常に熱心であることを知りました。昨年、オクウディレ氏と彼のチームは、3Dプリントの速度を実質的に2倍にする「FBS 振動補正」と呼ばれるソフトウェアアルゴリズムを開発しました。それ以来、彼らは振動補正アルゴリズムを Marlin に統合し、それを 3D プリントコミュニティにオープンソースとしてリリースすることに取り組んできました。「しかし、ATMega2560マイクロコントローラは私たちのアルゴリズムをサポートするための計算能力とメモリが低いため、まだ成功していません」とオクウディレ氏は語った。「現在、より強力なマイクロコントローラ上でオープンソースファームウェアをリリースすることを検討しています。今後、進捗が進むにつれて、これに関する最新情報を提供していきます。」

一方、オクウディレ氏の研究室では、ステッピングモーターコマンド (およびその他の低レベルの制御コマンド) をマイクロコントローラーではなくクラウドで生成する、3D プリンターを制御する新しい方法を実験しています。

現在、幅広い 3D 印刷サービス (クラウドベースのパーツモデリング、スライス、印刷サービスなど) がクラウドコンピューティングに依存しています。 3DPrinterOS、Astroprint、OctoPrint、Repetier Server などの Web ベースのワイヤレスホストプラットフォームを使用すると、ブラウザーから直接プリンターのさまざまな側面や印刷ジョブを制御および監視できます。ただし、これらのプラットフォームは、低レベルの計算をローカルコントローラーにオフロードしながら、クラウドからプリンターに G コードを送信して 3D プリンターを制御します。

Okwudire 氏の新しいアイデアは、ビデオストリーミングの仕組みとそれほど変わらず、OctoPrint、Astroprint、3DPrinterOS の仕組みを改良したものとなっています。これにより、Wi-Fi 対応の 3D プリンターは、非常に強力なマイクロコントローラーを必要とせずに、クラウド上で実行される高度なアルゴリズムにアクセスできるようになります。

「最初の結果は非常に有望です。ミシガン州にある Lulzbot Taz 6 3D プリンターの振動を、サウスカロライナ州とオーストラリアにあるクラウドベースのコントローラーから、それほど問題なく補正することができ、Marlin と比較して印刷時間が 54% 短縮されました」と Okwudire 氏は説明します。

このプリンターはミシガン大学アナーバー校に設置されており、ステッピングモーターのコマンドはサウスカロライナ州とオーストラリアの Google クラウドコンピューターで実行される高度なモーション制御アルゴリズムを使用して計算されます。ステッピングモーターのコマンドは、ユーザーデータグラムプロトコル (UDP) を使用してインターネット経由で送信され、送信遅延を軽減するためにバッファリングされます。送信データの正確性と整合性を確保するためのチェックも含まれています。両方の場所でクラウドベースのコントローラーを使用して印刷された部品は、1 つを除いてすべて問題なく (つまり、過度の送信遅延による中断なしで) 印刷されました。さらに、クラウドベースのコントローラーを使用することで、精度を損なうことなく、標準のローカルコントローラーを使用する場合よりも 54% 速く部品を印刷できました。

△ 中世の城のサンプルを印刷します。(a) ローカルコントロール (Marlin)、(b) サウスカロライナベースのクラウドコントローラー、(c) オーストラリアベースのクラウドコントローラーを使用します。

この作品はまだ実験段階ですが、すでに大きな可能性を示しています。これは、3D プリンター制御における次の大きな進歩となるかもしれません。プリンターは強力なアルゴリズムにオンデマンドでアクセスでき、強力なマイクロコントローラーにアップグレードすることなくパフォーマンスが向上します。「私たちが思い描いているのは、人々がGコードをアップロードし、クラウドから実行される高度なアルゴリズムの助けを借りてプリンターを遠隔制御できる、OctoPrintのようなプラットフォームです」とオクウディレ氏は語った。

この研究の詳細は、オープンアクセスジャーナル「Inventions」の 3D プリントのイノベーションに関する特別号に掲載されています。論文「クラウドからの 3D プリンターの低レベル制御: サービスとしての 3D プリンター制御に向けた一歩」は、こちらからご覧いただけます。

Okwudire 氏の研究室は、このアイデアをさらに研究し、3D プリンターでテストすることに興味のある人々を集めるために、ウェブサイト www.3DPCaaS.org を立ち上げました。

出典: 3ders

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