The use of laser scanner and coordinate measurement machine in evaluation of geometrical precision in 3D PolyJet printing
Wykorzystanie laserowych pomiarów współrzędnościowych oraz maszyny współrzędnościowej do oceny dokładności geometrycznej wydruków 3D w technologii PolyJet

Katarzyna Fiedorczuk, Daniel Reska, Krzysztof Jurczuk, Marek Krętowski
2016 Mechanik  
Zaprezentowano ocenę dokładności geometrycznej wydruków 3D w technologii PolyJet. Pomiary modeli wykonano za pomocą skanera laserowego oraz maszyny współrzędnościowej. SŁOWA KLUCZOWE: druk 3D, dokładność wydruków, maszyna współrzędnościowa, skaner laserowy The paper presents assessment of geometrical accuracy in 3D printing in PolyJet technology. The measurements were made on a laser scanner and coordinate measurement machine. Nową i bardzo dynamicznie rozwijającą się gałęzią techniki jest
more » ... ie prototypowanie (rapid prototyping). Jest to proces obróbki addytywnej (przyrostowej), w którym prototypy lub też właściwe przedmioty wytwarza się, dodając kolejne warstwy materiału modelowego. Osadzanie materiału jest wyprofilowane w dwóch płaszczyznach, trzecią stanowi grubość nakładanej warstwy [5] . Wytwarzanie w ten sposób przedmiotów eliminuje konieczność stosowania specjalnego oprzyrządowania, skraca czas produkcji, co daje tej technice przewagę nad obróbką skrawaniem. Produkty projektowane są w pamięci komputera, za pomocą systemów CAD, a następnie przesyłane bezpośrednio do komputera wewnętrznego drukarki 3D. W procesie szybkiego prototypowania może się pojawić szereg błędów. Są to niedokładności związane z techniką wydruku, rodzajem materiału, grubością nakładanej warstwy, ustawieniem modelu na platformie roboczej oraz nie na zlokalizowaniu naniesionych na obiekt markerów, rozpoznawalnych dla niego we własnym układzie skanowania. Skaner automatycznie orientuje dane w przestrzeni, dając użytkownikowi w efekcie chmurę punktów obiektu. W wielu pozycjach literaturowych do oceny niedokładności odwzorowania powierzchni została użyta suwmiarka cyfrowa. W pracy [6] pięciokrotnie wykonywano pomiary liniowe pomiędzy zaznaczonymi punktami. Podobne doświadczenia przeprowadzili autorzy [2 i 9], którzy porównywali rzeczywisty obiekt z jego wydrukiem 3D. W publikacjach [1, 4 i 10] omówiono badanie dokładności struktur kostnych za pomocą skanera optycznego. Na początku zostało wykonane obrazowanie metodą CT/ /MRI. Następnie zeskanowano obiekt rzeczywisty. Rezultaty pokazały znaczny wpływ obrazowania oraz samej technologii drukowania na dokładność modelu. Natomiast w pracach [7 i 8] szukano wartości niedokładności modelowania medycznego za pomocą MW. Autor [3] starał się ocenić różnicę w modelach wykonanych dwoma różnymi technikami szybkiego prototypowania: SLS i PolyJet. Metoda i rezultaty Badano dokładność wydruków wykonanych w technologii PolyJet. Na podstawę roboczą urządzenia natryskiwany był fotopolimer (żywica akrylowa), utwardzany światłem pochodzącym z lamp UV. Rys. 1. Schemat blokowy przeprowadzonych badań dyskretyzacją numeryczną danych. W wielu publikacjach omawiane są błędy wykonania wydruków, najczęściej anatomiczne. Do sprawdzania dokładności wymiarowej obiektu można wykorzystać maszyny współrzędnościowe (MW) oraz skanery laserowe (SL). Podczas pomiarów współrzędnościowych lokalizuje się punkty, za pomocą których maszyna wyznacza geometrię mierzonego obiektu [9] . Skaner laserowy opiera swoje bada-Badany obiekt został opisany analitycznie, następnie stworzono model komputerowy (obiekt wirtualny), który został wydrukowany w kilku wersjach (rys. 1). Wydrukowane na potrzeby badania próbki stanowiły identyczne
doi:10.17814/mechanik.2016.11.456 fatcat:f6tbwfhyfjcrpd5n547pnatzku