TUM の研究者がオープンソースの金属 3D プリンター ReAM250 をリリースし、LPBF 技術を進歩させ、研究開発コストを削減

TUM の研究者がオープンソースの金属 3D プリンター ReAM250 をリリースし、LPBF 技術を進歩させ、研究開発コストを削減
この投稿は Bingdunxiong によって 2024-12-6 11:31 に最後に編集されました

2024年12月6日、Antarctic Bearは、ミュンヘン工科大学(TUM)の工作機械・産業管理研究所の研究者が、新しいオープンソースの金属3DプリンターReAM250の開発に成功したことを発表したことを知りました。この装置はレーザー粉末ベッド融合 (LPBF) 技術を採用しており、研究開発コストを削減し、金属付加製造プロセスの監視と制御開発を簡素化するように設計されています。

△オープンソース金属3Dプリンター ReAM250
3D プリンターの構築と操作に必要なソフトウェア、CAD ファイル、回路図、IO リスト、詳細なドキュメントがオープン ソースになりました。 3D設計ソフトウェア会社Autodeskとレーザービーム偏向技術開発会社RAYLASEもこのプロジェクトに参加し、金属LPBFシステムの構築をサポートするオープンソースソフトウェアと主要なレーザービーム偏向ハードウェアを提供しました。

このオープンソースの金属 3D 印刷システムの設計により、ユーザーはさまざまなセンサーを簡単に統合し、オープンソース ソフトウェアを通じて 3D 印刷プロセスを完全に制御できるようになっていることは注目に値します。すべてのリソースは寛容な BSD ライセンスに従っており、業界での再利用や商用開発さえも奨励しています。

ReAM250 システムの開発は、TUM の付加製造部門の研究アシスタントである David Wenzler 氏が主導しました。この金属 3D プリンターの基礎研究と詳細な仕様は、Procedia CIRP 誌に掲載されました。

△研究タイトルは「reAM250 - レーザービームを用いた金属粉末床溶融プロセスの監視と制御のためのオープンソース研究プラットフォーム」(ポータル)
LPBF 3Dプリンターを自分で作る方法

TUM チームは、産業用 LPBF (レーザー粉末床溶融結合) 3D プリンターの普及は、部品の再現性と高い品質保証コストによって妨げられていることを指摘しました。これらの課題を克服するには、3D 印刷プロセスの監視と制御に関する徹底的な研究が必要です。

しかし、市販の LPBF 3D プリンターとそれに付随するソフトウェアはコストが高いため、多くの機関が独自のシステムを構築せざるを得なくなりました。新しい研究者は、実装の複雑さとコストの高さに躊躇することが多く、標準化の欠如により研究結果の移転がさらに妨げられています。

△ReAM250 3Dプリンターの主要コンポーネント これらの問題に対処するために、TUM は LPBF 3D 印刷研究用の、簡単に適応およびカスタマイズできるオープンソース プラットフォームの開発に着手しました。結果として得られた reAM250 3D プリンターは高度にモジュール化されており、プロセス監視システムの統合と適応が容易になります。 3D プリンターのモジュール式ビルド チャンバーと Z 軸により、250 mm x 250 mm x 250 mm のビルド ボリュームが実現します。さらに、シールドガスフローシステムと真空ポンプにより、ユーザーはカスタマイズされたプロセス環境を作成できます。非接触型粉末リコーターは、3D プリントされた部品との衝突を防ぎながら、軸内および軸外のプロセス監視用の統合センサーを有効にします。

△ReAM250のオープンソースファイルはGitHubページ(ポータル)から入手できます
オートデスクのオープンソースソフトウェア

ソフトウェア面では、reAM250 3D プリンターは Autodesk Machine Control Framework (AMCF) によって制御されます。オープンソース ソフトウェアは、reAM250 の GitHub ページから無料でダウンロードでき、サードパーティのハードウェアを統合するユーザーをサポートし、3D プリンターのオープン アーキテクチャの互換性を促進します。

△RAYLASEのAM-MODULE-III(左)とSP-ICE 3スキャン制御カード
AMCF は、小さな制御システムを通じて 3D 印刷プロセスを管理し、ハードウェアと通信します。これらの小規模システムは、プログラマブル ロジック コントローラー (PLC)、スキャナー制御カード、センサーなどの特定のハードウェア コンポーネントを管理します。さらに、B&R Industrial Automation の Automation Studio をベースにした専用の PLC ソフトウェアを使用して、3D プリンター内のすべてのアクチュエータとセンサーを接続して操作することもできます。

△ Autodesk Fusion の ReAM250 CAD ファイル
Autodesk 独自のデータ準備、ツールパス、CAM プラットフォームは reAM250 と互換性があり、CAD 内設計、パラメトリック サポート構造の生成、スライス、ツールパス処理、予測金属プロセス シミュレーションから電力最適化まで、プロセス全体をカバーします。

reAM250 のオープンソース AMCF ソフトウェア スタックは、Autodesk Netfabb や Autodesk Fusion などの Autodesk エコシステムを RAYLASE スキャン コントローラ API に接続します。 3MF オープン業界標準に従って、設計ソフトウェア (CAD) からスキャン コントローラ カードとそれに接続されたレーザー偏向ユニットにプロセス設定を転送し、スムーズでロスのないデータ転送を保証します。

金属積層造形の世界では、オープンソースの考え方は比較的新しいものですが、すでにイノベーションとコラボレーションの新たな波を引き起こし始めています。このプロジェクトの立ち上げにより、金属3Dプリント技術のさらなる発展と革新が促進されるとともに、関連する研究と応用の敷居が下がり、より多くの研究機関や企業が金属積層造形技術の研究と応用に参加できるようになります。



金属、オープンソース、システム、機器

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