從云端對(duì)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(fèi)級(jí)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(fèi)級(jí)3D打印仍然有很多局限性，比如打印速度慢就是其中一個(gè)。

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(guò)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(duì)開(kāi)發(fā)了一種名為“FBS振動(dòng)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(shí)起，他們一直致力于將振動(dòng)補(bǔ)償算法集成到Marlin中，并將其開(kāi)源發(fā)布到3D printng社區(qū)。 “但我們還沒(méi)有成功，因?yàn)锳TMega2560微控制器的計(jì)算能力和內(nèi)存都很低，不能支持我們的算法，”O(jiān)kwudire說(shuō)。 “我們現(xiàn)在正在考慮在更強(qiáng)大的微控制器上運(yùn)行的固件上發(fā)布開(kāi)放源代碼。隨著我們?nèi)〉酶�多進(jìn)展，我們將對(duì)此進(jìn)行更多更新。”

與此同時(shí)，Okwudire的實(shí)驗(yàn)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(jí)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(lài)于云計(jì)算�；�于Web的無(wú)線(xiàn)主機(jī)平臺(tái)（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(gè)方面以及打印作業(yè)。但是，這些平臺(tái)通過(guò)從云向打印機(jī)發(fā)送G代碼來(lái)控制3D打印機(jī)，同時(shí)將低級(jí)計(jì)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(wú)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(fǎng)問(wèn)在云上運(yùn)行的高級(jí)算法，而無(wú)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(lái)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(dòng)，沒(méi)有太多問(wèn)題，因此與Marlin相比打印時(shí)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(lái)納州和澳大利亞的Google云計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的高級(jí)運(yùn)動(dòng)控制算法計(jì)算的。 使用用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）通過(guò)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(gè)位置使用基于云的控制器打印的除了一個(gè)部件之外的所有部件都是無(wú)障礙的（即，由于過(guò)度的傳輸延遲而沒(méi)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(huì)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(lái)納的云控制器 （c）基于澳大利亞的云控制器

這項(xiàng)工作仍然是非常實(shí)驗(yàn)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(gè)重點(diǎn)，打印機(jī)可以按需訪(fǎng)問(wèn)強(qiáng)大的算法，無(wú)需升級(jí)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(gè)類(lèi)似OctoPrint的平臺(tái)，人們可以借助我們從云端運(yùn)行的高級(jí)算法上傳G代碼和遠(yuǎn)程控制他們的打印機(jī)，”O(jiān)kwudire說(shuō)。

這項(xiàng)工作的詳細(xì)信息發(fā)表在開(kāi)放獲取期刊Inventions的3D打印創(chuàng)新專(zhuān)刊中。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(shí)驗(yàn)室建立了一個(gè)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(cè)試。

編譯自:3ders