實現LPBF選區激光熔融工業化規模化應用，Dyndrite支持亞琛工業大學3D打印開放矢量格式 (OVF)
Dyndrite™ 是用于創建下一代數字制造硬件和軟件的核心加速計算引擎的供應商，近日，Dyndrite宣布在 Dyndrite App Dev Kit 中支持ACAM（亞琛增材制造中心）的研究成員亞琛工業大學OVF開放矢量格式文件格式，將更高程度的3D打印工藝鏈自動化引入到增材制造領域。 目前，Dyndrite 用戶可以直接寫入包含激光路徑等信息的 OVF 文件。
Dyndrite支持OVF
© Dyndrite
自動化進程又進一步
根據ACAM亞琛增材制造中心，通過 OVF 鏈接數字和物理流程鏈，由于信息豐富的精簡的數據格式，可實現穩健且高效的制造流程。借助這種標準化格式，可以顯著減少將數據傳輸到工廠的手動工作，從而實現增材制造自動化。
© 3D科學谷白皮書
根據3D科學谷《推動3D打印規模化，亞琛工大通過開放虛擬化格式（OVF）為數據“瘦身”》一文，當前金屬增材制造下游加工步驟尚未實現自動化，部分原因是要制造的零件的幾何形狀不同，對自動化帶來了極大的挑戰, 推動3D打印規模化，亞琛工業大學DAP數字增材制造學院最新的研究結果之一是通過開放虛擬化格式（OVF）解決增材制造過程數據過大的痛點。
為了解決增材制造自動化的挑戰，還需要高度尊重增材制造的天然基因：數字化特征，根據3D科學谷的了解，沒有數字制造數據，就沒有增材制造 (AM) – 因此，高效可靠的數據生成和處理是3D打印生產制造過程的基本先決條件。在激光粉末床熔化 (LPBF) 方面，3D打印制造的零件通過計算機輔助設計 (CAD) 軟件設計為 3D 模型，接下來，該模型被轉換為組件的二維層數據集合——所謂的切片——作為工廠側的輸入，用于在粉末床中一層一層熔化的層。當前很多企業受到龐大的數據量的挑戰。這就是亞琛工業大學DAP數字化增材制造學院開放矢量格式 (OVF) 發揮作用的地方。
根據RWTH Aachen 亞琛工業大學數字增材生產學院數字生產組負責人Moritz Kolter，亞琛工業大學之所以開發 OVF，是因為沒有令人滿意的 2.5 維數據格式，OVF這種格式既可開放讀取，又包含除實際加工路徑之外的其他信息。OVF 能夠以高性能、可讀的方式在切片后處理數據，并且還能夠鏈接其他信息，例如 3D 零件數據。這對于擁有將推動 AM-增采摘奧產業化的完全鏈接的端到端數據鏈尤為重要。
通常來說，3D打印過程首先將給定的CAD模型轉換為立體光刻（STL）格式的網格表示，然后將網格切成一系列平面輪廓，最后生成激光路徑以填充這些輪廓。但是，當切片的三角形數量過多時，三角形的數量會變得非常龐大，處理如此大量的三角形將占用過多的計算機內存和時間，導致無法在計算機上正常運行。當要打印的零件具有高度復雜的內部結構（例如，三重周期性最小表面（TPMS））時，情況就更糟了。由于這些原因，需要一種新的計算流水線來解決因處理PBF 3D打印技術在處理高度復雜的結構而引起的效率挑戰。
OVF 在數字和物理過程之間提供了一個簡化但信息豐富的數據鏈接，實現了強大而高效的制造過程，并提供了許多優于現有格式（如 CLI 和 3MF）的優勢。
簡化數據量，同時增加激光粉末床熔化 (LPBF) 3D打印工藝的制造數據的數據大小：這是亞琛工業大學激光技術和數字增材生產 DAP 學院的科學家們與弗勞恩霍夫激光技術研究所Fraunhofer ILT共同努力的結果。OVF被稱為開放矢量格式，除了顯著減少數據量外，還實現了零件設計的數據到生產工廠的高效傳輸。
什么是開放矢量格式 (OVF)？
OVF 的技術基礎是廣泛使用的序列化技術 Protocol Buffers（“Protobuf”），處理從復雜結構化數據對象到字節流的信息傳輸。例如，將信息存儲在文件中或通過網絡發送數據。使用 Protobuf 代碼生成器基礎架構可以為數十種編程語言和平臺提供廣泛的兼容性和支持。
同時，Protobuf 的高性能、所有數據的緊湊二進制存儲以及靈活的前向和后向兼容性等優勢都得到了充分發揮。此外，可以沿工藝鏈高效地傳輸與激光粉末床熔化 LPBF 3D打印工藝相關的元數據，例如制造參數、激光功率和掃描速度。
技術特定數據結構的定義是通過 OVF Github 存儲庫的開源發布以低門檻的方式完成的。Github 可以極大地促進了工業和研究的訪問。Github 存儲庫針對廣泛的兼容性進行了優化，同時可靈活擴展，以便能夠映射增材制造的最新數字化發展。廣泛的工具組合，例如用于傳統格式的轉換器，例如將 CLI 轉換為 OVF 文件；或完整性檢查例程，例如檢查輪廓是否閉合；參數是否分配以及圖層是否沒有間隙，也可以在 Github 上找到。
根據亞琛工業大學，OVF 可用于滿足在激光粉末床熔融(LPBF) 3D打印工藝過程中處理 2D 層輸出數據的理想格式的多功能要求。此外，該格式還可用于其他基于掃描儀的激光加工應用，例如激光微結構化和拋光應用。
OVF 提供所有數據的緊湊二進制存儲，以及靈活的向前和向后兼容性，沿著工藝鏈有效地傳輸 LPBF 選區激光熔融3D打印工藝相關的元數據，例如制造參數、激光功率和掃描速度。
OVF 結構非常靈活，可以擴展以支持最新的數字開發，支持 廣泛的工具組合，例如將 CLI 轉換為 OVF 文件，或完整性檢查例程，例如 OVF Github 上提供了檢查輪廓是否閉合、參數分配以及圖層是否無間隙的檢查。
寶馬全自動生產線中的OVF
OVF已經在現實中的3D打印制造環境中獲得了應用，譬如世界范圍內寶馬首次將金屬3D打印集成到汽車自動化制造工藝中的IDAM項目。這其中，Fraunhofer ILT弗勞恩霍夫激光研究所，亞琛工業大學RWTH DAP數字增材制造學院承擔了過程控制、數字孿生和提高質量等任務，還制定行業標準并詳細闡述與行業相關的質量特征。
在短短三年內，寶馬IDAM項目合作伙伴共同開發了一條能夠在計算機控制下自行執行所有工作步驟的生產線。通過這種方式，組件可以自主設計、生產和返工。甚至使用的金屬粉末也會自動回收。無人駕駛運輸系統在生產線的各個模塊之間移動原材料和最終產品，這些機器由一個中央控制單元協調，來自各個生產線模塊的所有生產數據都在其中匯集。
OVF開放矢量格式為這一成功的數字化做出了重要貢獻，這種新的數據格式用于可靠地生成和處理 LPBF 工藝的生產數據。在 IDAM 中用于組合來自不同制造商的流程鏈中不同程序或自動化子步驟的輸出，并合并相應的數據。這為項目中開發的可擴展、模塊化和自動鏈接的LPBF工藝鏈奠定了基礎。
為了能夠以最佳方式使用全自動生產線，RWTH亞琛工業大學數字化生產制造學院DAP開發了用于自動優化組件方向的軟件模塊。對要打印的組件的制造效率、持續時間和質量控制起著重要作用。此外，通過開發基于人工智能的算法，現場過程監控和數據評估得到了改進。在這里，OVF 也能夠通過集成元數據來提供支持。
開啟3D打印工藝鏈的蓬勃發展
根據Dyndrite 首席執行官 Harshil Goel，Dyndrite 的核心愿景是改變幾何圖形在計算機上的創建、轉換和傳輸方式。OVF 格式是改進復雜結構化加工路徑數據以高性能和緊湊方式傳輸的非常合乎邏輯的一步，只有通過像 OVF 這樣的開源進步格式，增材制造才能提高其采用，實現工業化規模化應用。
根據3D科學谷的市場判斷，GPU與CPT的應用結合將滲透到從建模仿真到數字孿生體技術，工藝開發，再到過程控制等3D打印工藝鏈的方方面面，而由GPU這種算力所支撐的人工智能算法將統治3D打印的方方面面。
如果將GPU這種算力比喻成強健的動力配置，那么OVF開放矢量格式在這種強健基礎上打造了流暢的交互傳輸能力，在3D科學谷看來，強健的“體力”與“腦力”搭載上流暢的“內循環”，正是3D打印工藝鏈開啟蓬勃發展的基礎。
l 關于亞琛工業大學增材制造數字學院
RWTH DAP (The Chair Digital Additive Production)于 2016 年 8 月在亞琛工業大學成立，由Johannes Henrich Schleifenbaum 教授領導。
約 120 名積極進取且才華橫溢的科學家們在增材制造技術、增材思維為導向的產品開發以及增材制造生產數字化領域開發技術卓越的解決方案。在其基礎應用研究中，RWTH DAP特別關注其研究工作對經濟可持續性和生態影響及其合作伙伴的潛在利益。可持續地加強和推進開發增材制造在生產中的應用。從生產數字化、網絡化到材料開發、增材制造過程，再到后處理和質量保證，RWTH DAP的研究活動旨在保護價值創造和工業生產作為人類繁榮的重要組成部分，將其置于 AM-增材制造發展的軌道上，從而促進更好的人類未來。
(責任編輯：admin)
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