從云端對桌面3D打印機(jī)進(jìn)行控制可將3D打印速度提高54％

如今，消費級的3D打印已經(jīng)使得在家庭和辦公室進(jìn)行制造成為可能，雖然市面上有各種各樣的3D打印機(jī)供選擇，但消費級3D打印仍然有很多局限性，比如打印速度慢就是其中一個。

2018年8月22日，南極熊從外媒獲悉，機(jī)械工程副教授Chinedum Okwudire非常熱衷于通過先進(jìn)的軟件以低成本提高3D打印機(jī)的速度和精度。去年，Okwudire和他的團(tuán)隊開發(fā)了一種名為“FBS振動補(bǔ)償”的軟件算法，可以有效地將3D打印速度提高一倍。從那時起，他們一直致力于將振動補(bǔ)償算法集成到Marlin中，并將其開源發(fā)布到3D printng社區(qū)。 “但我們還沒有成功，因為ATMega2560微控制器的計算能力和內(nèi)存都很低，不能支持我們的算法，”O(jiān)kwudire說。 “我們現(xiàn)在正在考慮在更強(qiáng)大的微控制器上運行的固件上發(fā)布開放源代碼。隨著我們?nèi)〉酶噙M(jìn)展，我們將對此進(jìn)行更多更新?！?/font>

與此同時，Okwudire的實驗室一直在嘗試一種控制3D打印機(jī)的新方法，其中在云中生成步進(jìn)電機(jī)命令（和其他低級控制命令），而不是在微控制器上生成。

目前，廣泛的3D打印服務(wù)（例如，基于云的部件建模，切片和打印服務(wù)）依賴于云計算?；赪eb的無線主機(jī)平臺（如3DPrinterOS，Astroprint，OctoPrint和Repetier Server）允許您直接從瀏覽器控制和監(jiān)控打印機(jī)的各個方面以及打印作業(yè)。但是，這些平臺通過從云向打印機(jī)發(fā)送G代碼來控制3D打印機(jī)，同時將低級計算分配給本地控制器。

Okwudire的新想法與視頻流的工作方式并無太大差別，是OctoPrint，Astroprint和3DPrinterOS工作方式的精致版本。它使支持Wi-Fi的3D打印機(jī)能夠訪問在云上運行的高級算法，而無需非常強(qiáng)大的微控制器。

“我們的初步結(jié)果非常令人鼓舞。我們能夠從南卡羅來納州和澳大利亞的基于云的控制器補(bǔ)償位于密歇根州的Lulzbot Taz 6 3D打印機(jī)的振動，沒有太多問題，因此與Marlin相比打印時間縮短了54％?！?Okwudire解釋道。

該打印機(jī)位于密歇根大學(xué)安娜堡分校，其步進(jìn)電機(jī)指令是使用在南卡羅來納州和澳大利亞的Google云計算機(jī)上運行的高級運動控制算法計算的。 使用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）通過因特網(wǎng)發(fā)送步進(jìn)電機(jī)命令并緩沖以減輕傳輸延遲; 包括檢查以確保傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。 在兩個位置使用基于云的控制器打印的除了一個部件之外的所有部件都是無障礙的（即，由于過度的傳輸延遲而沒有暫停）。 此外，使用基于云的控制器，打印的部件比使用標(biāo)準(zhǔn)本地控制器快54％，而不會降低精度。

△中世紀(jì)城堡的打印樣品，分別使用：（a）本地控制（Marlin）; （b）基于南卡羅來納的云控制器 （c）基于澳大利亞的云控制器

這項工作仍然是非常實驗性的，但它已顯示出巨大的希望。它可能只是3D打印機(jī)控制中的下一個重點，打印機(jī)可以按需訪問強(qiáng)大的算法，無需升級到功能強(qiáng)大的微控制器即可提高性能。 “我們想象的是一個類似OctoPrint的平臺，人們可以借助我們從云端運行的高級算法上傳G代碼和遠(yuǎn)程控制他們的打印機(jī)，”O(jiān)kwudire說。

這項工作的詳細(xì)信息發(fā)表在開放獲取期刊Inventions的3D打印創(chuàng)新?？?。這篇題為“Low-Level Control of 3D Printers from the Cloud: A Step toward 3D Printer Control as a Service”的論文可以在這里找到。

Okwudire的實驗室建立了一個網(wǎng)站：www.3DPCaaS.org，將有興趣進(jìn)一步研究這一想法的人聚集在一起，并在他們的3D打印機(jī)上進(jìn)行測試。

編譯自:3ders