TUM研究人員發布開源金屬3D打印機ReAM250，推動LPBF技術并削減研發成本
2024年12月6日，慕尼黑工業大學（TUM）機床與工業管理研究所的研究人員宣布已成功開發出一種新型開源金屬3D打印機ReAM250。該設備采用激光粉末床熔合（LPBF）技術，旨在降低研發成本，并簡化金屬增材制造工藝的監控和控制開發。
目前，這款設備的構建和操作3D打印機所需的軟件、CAD文件、電路圖、IO列表和詳細文檔都已開源。3D設計軟件公司Autodesk和激光束偏轉技術開發商RAYLASE也參與了這個項目，分別提供開源軟件和關鍵的激光束偏轉硬件，支持金屬LPBF系統的構建。值得注意的是，這款開源金屬3D打印系統的設計允許用戶輕松集成各類傳感器，并通過開源軟件實現對3D打印過程的完全控制。所有資源都遵循寬松的BSD許可，鼓勵工業界進行再利用，甚至可以用于商業開發。ReAM250系統的開發由TUM增材制造系研究助理David Wenzler領導。Procedia CIRP期刊上發表了關于這款金屬3D打印機的基礎研究和詳細規格。
如何構建自己的LPBF 3D打印機
TUM團隊指出，工業LPBF（激光粉末床熔合）3D打印機的普及受到了零件可重復性和高昂質量保證成本的阻礙。為了克服這些挑戰，必須深入研究3D打印過程的監控和控制。
然而，商用LPBF 3D打印機以及配套軟件的高昂成本使得許多機構不得不自行構建系統。新入行的研究人員常常因為實施過程的復雜性和高昂成本而感到望而卻步，而缺乏標準化則進一步阻礙了研究結果的可轉移性。
為了解決這些問題，TUM著手開發了一個易于適應、可自制的開源平臺，用于LPBF 3D打印研究。由此產生的reAM250 3D打印機具有高度的模塊化，便于集成和適應過程監控系統。這款3D打印機的模塊化構建室和z軸提供了250毫米 x 250毫米 x 250毫米的構建體積。此外，保護氣體流動系統和真空泵允許用戶創建定制的工藝環境。非接觸式粉末重涂器可以防止與3D打印機部件發生碰撞，同時支持集成傳感器以進行軸內外工藝監控。
Autodesk的開源軟件
在軟件方面，reAM250 3D打印機由Autodesk Machine Control Framework (AMCF)進行控制。該開源軟件可在reAM250的GitHub頁面上免費下載，并支持用戶集成第三方硬件，從而促進3D打印機的開放式架構兼容性。
AMCF通過小型控制系統管理3D打印過程，并與硬件進行通信。這些小型系統負責管理特定的硬件組件，包括可編程邏輯控制器 (PLC)、掃描控制卡和傳感器。此外，還提供基于B&R 工業自動化Automation Studio的專用PLC軟件，用于連接并操作3D打印機內的所有執行器和傳感器。
Autodesk的專有數據準備、刀具路徑和CAM平臺與reAM250兼容，產品涵蓋從CAD內設計、參數化支撐結構生成、切片、刀具路徑處理、預測性金屬工藝模擬到功率優化的全過程。
reAM250的開源AMCF軟件堆棧能夠將Autodesk生態系統（包括Autodesk Netfabb和 Autodesk Fusion）與RAYLASE掃描控制器API連接起來。它將流程設置從設計軟件 (CAD) 傳輸到掃描控制器卡及其連接的激光偏轉單元，符合3MF開放行業標準，確保數據傳輸順暢且無損失。
在金屬增材制造領域，開源思維盡管相對較新，卻已經開始激發創新與協作的新浪潮。該項目的推出將有助于推動金屬3D打印技術的進一步發展和創新，同時降低相關研究和應用的門檻，使更多研究機構和企業能夠參與到金屬增材制造技術的研究和應用中來。
(責任編輯：admin)
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