利用PC控制改善3D打印后期處理
3D打印也被稱為增材制造，可能會成為制造業(yè)最大的進步之一。使用各種材料（包括塑料、金屬、甚至食品）進行3D打印，可以創(chuàng)建幾乎無限的形狀。如果不是不可能的話，就不需要大量的多軸加工或高度專業(yè)化的工具。
幾乎所有“財富”100強和500強企業(yè)都在使用3D打印來制作原型零件。這種直接數(shù)字化生產(chǎn)的趨勢已經(jīng)開始滿足低產(chǎn)量和高產(chǎn)量制造應(yīng)用的需求。但是，3D打印過程并非沒有挑戰(zhàn)。使用3D打印機構(gòu)建帶有懸垂物或其他不對稱輪廓的復雜幾何圖形需要使用支撐材料。這些支撐確保工件在打印過程中不會折疊。但之后必須移除支撐材料，這會造成效率低下。另外，3D打印部件通常需要精加工工藝以達到期望的完成部件的外觀和感覺，同時滿足尺寸、紋理和精度的公差。
從歷史上看，高技能的工匠們通過手工進行后期處理，這是一個勞動密集型工藝，減緩了生產(chǎn)。PostProcess Technologies是一家專門從事制造3D打印后處理設(shè)備的公司，其有一個想法-自動化后整理流程。PostProcess創(chuàng)始人、總裁兼首席技術(shù)官Daniel J. Hutchinson憑借其豐富的軟件經(jīng)驗創(chuàng)建了激勵算法（AGA）。該軟件以及一系列正在申請專利的機器利用洗滌劑和研磨介質(zhì)的化學成分在3D零件后處理過程中顯著提高了吞吐量。
這些正在申請專利的機器需要關(guān)鍵部件。PostProcess轉(zhuǎn)向Beckhoff自動化公司尋求最新機器Hybrid DECI Duo的幫助。這款多功能且節(jié)省空間的機器可去除支撐材料并改善表面光潔度。DECI Duo使用優(yōu)化的化學能源組合，由AGA指導移除支撐材料并提供所需的表面光潔度，同時保留精細的零件幾何形狀。它能夠處理先進的熱塑性塑料、光固化樹脂和金屬。
由AGA驅(qū)動的專有Automat3D軟件可為各種幾何形狀提供不同的攪拌水平，使客戶能夠?qū)缀螆D形分批次混合，以節(jié)省時間并提高操作效率。
另外，這個過程是精確的。首席工藝開發(fā)工程師Michael Frauens說： “這些部件通常花費數(shù)萬美元，而且可能花費數(shù)周或數(shù)月時間進行設(shè)計和制造。Automat3D軟件能夠準確地檢查每個零件-無論其幾何形狀如何。通過這種方式，我們可以提供可靠的支撐移除和可靠的表面處理，每次都能生產(chǎn)出‘客戶就緒’的零件。“隨著PostProcess團隊開始研究這些技術(shù)，他們知道他們需要經(jīng)過驗證的強大的自動化組件。他們確定Beckhoff的基于PC的全功能控制系統(tǒng)為他們的需求提供了價格和性能的最佳組合。 “我們認為基于PC的控制系統(tǒng)會為我們的客戶增加一個理想的熟悉程度，”Hutchinson說。 “由于大多數(shù)3D打印機不是由PLC驅(qū)動的，而是由PC驅(qū)動的，熟悉的平臺大大縮短了學習過程。”
Beckhoff CP6706平板電腦有一個7英寸觸摸屏和多核英特爾凌動處理器（4核），作為DECI Duo系統(tǒng)的一體化控制和HMI設(shè)備。控制器可以在不同的設(shè)備、外部源和應(yīng)用程序之間進行通信，并且它使用Windows 10 IoT操作系統(tǒng)（OS）。Beckhoff的TwinCAT 3軟件可作為DECI Duo系統(tǒng)的后端，為零件后處理操作提供實時自動化。PostProcess在控制器上實現(xiàn)了多個TwinCAT 3運行時間，包括TwinCAT PLC和10軸NC/PTP選件。 “TwinCAT 3，特別是與Visual Studio的集成，對我們來說非常重要。我們將Visual Studio Team Services用于我們的配置管理，因此可用的行業(yè)標準是有益的。在虛擬機上測試軟件的能力有助于減少我們的集成時間，“控制開發(fā)工程師Dan Wascak說。PostProcess團隊還對Beckhoff提供的運動系統(tǒng)進行了標準化，這些運動系統(tǒng)包括采用單電纜技術(shù)（OCT）的AM8000系列伺服電機和多個AX5103 EtherCAT伺服驅(qū)動器。
EtherCAT通信有助于加速運動系統(tǒng)的實施，并在Hybrid DECI Duo中提供完整的系統(tǒng)總線。EL系列EtherCAT I / O終端也來自Beckhoff，它們都安裝在所有PostProcess生產(chǎn)線上。PostProcess還在EtherCAT系統(tǒng)中集成了采用TwinSAFE I / O技術(shù)的安全技術(shù)。通過TwinSAFE I / O端子連接特殊安全設(shè)備，如急停和防護門。
通過Beckhoff系統(tǒng)，PostProcess團隊注意到他們的開發(fā)時間縮短了一半。 “其中大部分是由于TwinCAT 3軟件的靈活性以及在后續(xù)機器上重復使用功能塊和其他代碼的能力，”工程經(jīng)理Marc Farfaglia說。 “基于PC的系統(tǒng)讓我們能夠在最短的時間內(nèi)輕松傳輸代碼和運行機器。隨著3D打印市場的快速發(fā)展，這種靈活性水平將幫助像PostProcess這樣的原始設(shè)備制造商塑造行業(yè)的未來。”
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