德迪Apro增材制造控制系統(tǒng)和技術(shù)體系

德迪作為技術(shù)主導(dǎo)型公司，必須充分理解增材行業(yè)的底層技術(shù)邏輯：即以材料成形特性為內(nèi)核、依托離散執(zhí)行元件、數(shù)值程控技術(shù)、實(shí)時(shí)工藝過程調(diào)節(jié)等軟硬件子系統(tǒng)，以數(shù)字模型為數(shù)據(jù)輸入的一種全數(shù)字化物理實(shí)體建造體系。基于上述理解，我們將增材行業(yè)技術(shù)邏輯抽象為材料與控制系統(tǒng)兩個(gè)主要體系。

1.在建立增材材料體系方面，德迪智能自研材料采用了金屬材料、樹脂材料、陶瓷材料、建筑材料及其它的分類體系，這種分類體系綜合考慮了素材類別、常態(tài)性狀以及適用成形方法；對(duì)于合作/外協(xié)材料采用了金屬類、高分子、生物材料的分類體系，主要基于合作供應(yīng)商的產(chǎn)品目錄建立。

2.在建設(shè)增材控制系統(tǒng)方面，德迪智能對(duì)主要的增材成形原理進(jìn)行了綜合抽象，形成了SLX、FFF、MJET、PSL四大實(shí)體建造體系，并分析了每種建造體系的執(zhí)行、控制需求，綜合提出了基于專用執(zhí)行模塊、通用IO模塊、傳感模塊，以及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)的APRO通用控制平臺(tái)；APRO通用控制平臺(tái)采用硬件/算法雙重分布式架構(gòu)，即專用/通用IO與控制算法均在模塊前端實(shí)施，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)專注于構(gòu)建機(jī)器運(yùn)行邏輯、人/機(jī)控制界面。這種具有快速重構(gòu)、模塊復(fù)用，以及輕量化主機(jī)特性的通用控制平臺(tái)，使得德迪可將材料體系與四大實(shí)體建造體系充分交叉，快速推進(jìn)了一批增材裝備研發(fā)項(xiàng)目，形成了橫跨多種材料種類、形態(tài)、尺度以及建造體系的增材裝備。

那么 APRO平臺(tái)是什么？APRO對(duì)增材行業(yè)意味著什么？

新興行業(yè)走向成熟的過程，一定不是各自為戰(zhàn)的，否則重復(fù)研發(fā)不僅消耗大量資源，而且難以形成橫向合作和標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，進(jìn)而限制產(chǎn)業(yè)增速。

站在這樣的視角上，APRO通用控制平臺(tái)，就是德迪智能所建立技術(shù)貨架，其內(nèi)部?jī)r(jià)值輻射到行業(yè)的外在體現(xiàn)之一。立足SLX、FFF、MJET、PSL四大體系對(duì)建造過程的控制需求，以及增材制造區(qū)別于傳統(tǒng)制造的本質(zhì)特性，即通過將更高密度的設(shè)計(jì)信息賦值到物質(zhì)對(duì)象上，以獲得制品性能的升級(jí)，APRO通用控制平臺(tái)在設(shè)計(jì)之初就瞄準(zhǔn)提供強(qiáng)大、穩(wěn)定的信息存儲(chǔ)、運(yùn)算及輸出能力；適應(yīng)靈活多變的3D打印形式；兼顧多種形式的高速運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)；具備種類齊備的傳感系統(tǒng)等核心需求。為此，APRO控制系統(tǒng)進(jìn)化出了敏捷-agile、精密-precise、魯棒-robust、優(yōu)化-optimized等四個(gè)基本基因。

其敏捷基因使得3D打印設(shè)備制造商無(wú)需修改設(shè)備操作系統(tǒng)內(nèi)核，而只需按需選擇網(wǎng)絡(luò)模塊，即可快速實(shí)現(xiàn)3D打印控制器的搭建與部署； 敏捷還體現(xiàn)在APRO運(yùn)動(dòng)控制模塊優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能，以及實(shí)時(shí)軌跡解壓縮、運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃、畸變矯正等復(fù)雜處理能力。其精密基因使得APRO模塊具有強(qiáng)大的邊緣計(jì)算與信息處理能力，例如APRO運(yùn)動(dòng)控制模塊（運(yùn)動(dòng)控制器、掃描控制器、微噴控制器等）普遍采用硬件處理機(jī)制，即通過專享IP核/硬件處理線程、去操作系統(tǒng)化的Bare-chip運(yùn)行機(jī)制、以及雙精度浮點(diǎn)處理器/超高位寬定點(diǎn)處理器，實(shí)現(xiàn)3D打印建造過程運(yùn)動(dòng)對(duì)空間與物質(zhì)的高速選擇控制。

APRO系統(tǒng)的魯棒基因體現(xiàn)在分布式硬件、強(qiáng)健的電路設(shè)計(jì)、以及分布式運(yùn)算控制模式上，實(shí)時(shí)控制任務(wù)不依托于人/機(jī)UI主機(jī)，而通過各網(wǎng)絡(luò)模塊獨(dú)立/協(xié)作完成，單一模塊功能異常不會(huì)導(dǎo)致APRO系統(tǒng)功能奔潰。優(yōu)化基因體現(xiàn)于高速/靈活的組網(wǎng)形態(tài)，以及可供用戶選擇的豐富網(wǎng)絡(luò)模塊產(chǎn)品庫(kù)。APRO硬件模塊提供了ARM單片機(jī)、DSP、FPGA SoC三種平臺(tái)方案，可滿足3D打印設(shè)備制造商對(duì)控制系統(tǒng)低成本、高性能等多元化需求。

需要特別強(qiáng)調(diào)的是，與APRO系統(tǒng)配套的“APRO_OS”設(shè)備控制軟件，基于通用操作系統(tǒng)規(guī)范，提供了各網(wǎng)絡(luò)模塊的應(yīng)用開發(fā)函數(shù)，以及自主設(shè)計(jì)的高級(jí)腳本語(yǔ)言開發(fā)環(huán)境。用戶可開發(fā)自定義功能的APP以重新組織3D打印機(jī)硬件資源。簡(jiǎn)而言之，APRO_OS賦予了3D打印機(jī)另一大屬性，即腳本語(yǔ)言支持下的過程與工藝開源，使得3D打印機(jī)完全工具化（既可作為輸出實(shí)體制品的生產(chǎn)工具，也可作為研發(fā)材料/工藝的可編程試驗(yàn)工具）。

增材技術(shù)是重度依賴工藝積累的一種制造技術(shù)，其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展必須立足于對(duì)材料特性的全方位認(rèn)知，以及對(duì)制品目標(biāo)功能的深度理解。這使得更廣泛群體參與增材制造技術(shù)嘗試以積累經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)庫(kù)，成為亟須解決的現(xiàn)實(shí)問題。與之相悖的是，電子計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)在推動(dòng)增材裝備自動(dòng)化的同時(shí)，也在外圍構(gòu)筑了厚重的技術(shù)隔離墻，使得增材工藝的開發(fā)、測(cè)試與運(yùn)用縮小至小范圍自動(dòng)化領(lǐng)域人員，這極大限制了增材工藝的發(fā)展速度。可以預(yù)見APRO通用控制平臺(tái)在3D打印設(shè)備的推廣應(yīng)用，以及其所提供的過程/工藝開源化特性，必將廣泛賦能增材制造行業(yè)，極大加速3D打印裝備與工藝研發(fā)的規(guī)模與進(jìn)度，促使新材料、新物性的不斷出現(xiàn)。

關(guān)于德迪智能
杭州德迪智能科技有限公司成立于2015年，是專業(yè)研發(fā)增材制造裝備及專用耗材的技術(shù)驅(qū)動(dòng)型企業(yè)，同時(shí)也面向汽車、電子、醫(yī)療等行業(yè)，提供金屬、高分子、陶瓷、復(fù)合材料等多種類型的增材優(yōu)化設(shè)計(jì)與批量加工服務(wù)。公司擁有一支由國(guó)內(nèi)外知名大學(xué)教授/博士組成的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)核心成員已在智能控制、精密制造、微機(jī)電系統(tǒng)、先進(jìn)功能材料等領(lǐng)域深耕十余年，德迪智能在高速高精度FFF打印、 OAM大尺寸開放式打印、直接金屬打印、食品打印等領(lǐng)域擁有多項(xiàng)核心技術(shù)及20余項(xiàng)發(fā)明專利，相關(guān)技術(shù)成果已為汽車、醫(yī)療、建筑等多個(gè)行業(yè)提供了涵蓋成套設(shè)備、工藝、材料的整體解決方案。德迪在行業(yè)內(nèi)首次提出按應(yīng)用場(chǎng)景劃分增材設(shè)備屬性，目前公司產(chǎn)品線由：桌面型、專用型、打樣型、生產(chǎn)型等四大類增材制造設(shè)備構(gòu)成。www.dedibot.com

德迪打造的增材生態(tài)鏈（安世亞太、安德瑞源、安德侖），在個(gè)性化定制消費(fèi)、醫(yī)療配件和工具等應(yīng)用領(lǐng)域，具備完整的委托設(shè)計(jì)、增材制造工藝開發(fā)、單件定制、批量定制開發(fā)流程及業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)。真正實(shí)現(xiàn)了增材制造技術(shù)先進(jìn)性與傳統(tǒng)制造業(yè)的緊密結(jié)合，從創(chuàng)新體系-研發(fā)輔助-試產(chǎn)-小批量，直至批量生產(chǎn)的全流程提供增材制造專業(yè)技術(shù)服務(wù)，從材料、結(jié)構(gòu)、性能、品控等方面提升產(chǎn)品性能、創(chuàng)造核心價(jià)值、推動(dòng)制造體系升級(jí)，激發(fā)傳統(tǒng)制造業(yè)活力。