【外殼研究】使用觸控開關，3D列印機建模精準度提高10倍！

為什麼會出現3D列印成型缺陷？

市場對3D列印機的需求正在成長。
在製造業領域，如今可以利用3D列印技術製造出原型、客製化零件以及其他設計複雜的產品，而這些產品以往很難用傳統的製造方法實現。隨著3D列印技術在醫療、建築、航空航太、教育、食品和時尚等眾多其他行業的應用，預計對3D列印機的需求將持續成長。

另一方面，對於從事 3D 列印機生產的各位來說，你們是否遇到過以下任何問題？

• 由於精度不足，建模經常失敗。
• 生產時間被浪費，未能按時完成。

本文介紹了一家 3D 列印機製造商，該公司透過在 3D 列印機上安裝 METROL 的觸控開關實現了高精度建模。

令人驚訝的結果是：

• 建模精度提高了10倍
• 建模時間縮短 90%，第一層故障率降低 90%。
• 可重複性提高了10 時間到了！

請繼續閱讀！

【受訪者介紹】3D列印機製造商名古屋工業

這次我們進行了採訪。 名古屋工藝株式會社
這家公司生產 3D 列印機，並利用 3D 列印機開展工業和消費品的小批量生產業務。

他們於 2023 年開始研發，並表示：“如果市面上的 3D 列印機有這麼多問題，那就讓我們製造我們自己理想的 3D 列印機。”
該公司目前正因其旗艦產品「Senju」3D列印機而備受關注，這是日本第一台配備自動噴嘴工具更換器的商用3D列印機。

3D列印機發展中最重要的問題

本段將解釋名古屋製程在開發其 3D 列印機時所面臨的挑戰以及它是如何克服這些挑戰的。

3D列印機是如何顯著提高精準度的？

名古屋工工開發了一種能夠極其精確地測量和校正成型台變形的方法，這是成型精度的關鍵。

解決方案：使用高精度觸控開關取代接近感應器

為了解決這個問題，採用了「高精度接觸式觸控開關」來取代不精確的接近感應器。
他們利用接觸式觸控開關精確測量接近感測器無法偵測到的成型台變形，成功修正了導致第一層成型失敗的成型台變形。

如何利用觸控開關校正失真

使用觸控開關校正建模台變形的過程如下：

1. 使用觸控開關測量桌面上多個位置的座標
2. 將測量資料傳送到控制器
3. 根據測量數據確定表格變形
4. 測量完成後，透過自動換刀更換噴嘴和觸控開關，並在校正工作台高度的同時開始成型。

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【講解影片】使用觸控開關測量成型台的方法

觀看下面的視頻，了解如何使用觸控開關實際測量建模台的高度。
透過觸控開關偵測桌面上的多個點，可以確定整個桌面的變形情況。

[圖] 韌體螢幕顯示成型台的測量變形狀況

透過觸摸開關測量的建模台變形可以用高度圖表示，如下圖所示。
透過在成型第一層時糾正這種變形，現在可以防止「第一層成型失敗」。

選擇觸控開關作為3D列印機的3個原因

儘管類似的產品也在候選名單上，但名古屋產業毫不猶豫地選擇了METROL產品。
原因有三。

1. METROL在日本和海外都擁有壓倒性的市場認可度，其強大的品牌聲譽能夠讓用戶安心。
2. 與昂貴的雷射感測器等相比，性價比更高。
3. 由於是日本製造，售後服務可靠。

配備觸控開關的3D列印機Senju的成果如何？

與傳統使用的接近感應器相比，觸控感應器的使用產生了以下效果。

結果：實現了對成型台變形測量精度提高10倍（50 μm → 5 μm）

通常，3D列印機市場上的感測器規格要求精度為0.05毫米（50微米），但名古屋工的「千壽」感測器如今的測量精度是其10倍。這種重複測量實現了高精度建模。

模具品質大幅提升

透過以盡可能精確的數值控制建模台和噴嘴之間的距離，可以實現高精度建模。
Senju 配備了自動換刀功能，可自動更換噴嘴。
最大的優點是噴嘴直徑可以自由改變，從而增加建模的可重複性範圍和大尺寸建模的速度。

第一層的故障率已顯著降低！
3D列印機的使用率和生產效率均有所提高。

觸控開關的使用產生了以下影響。

名古屋工業3D列印機製造商的未來願景

我們想要製造的是一台可以大量生產的“工具機”，而不是一台可以製作原型的 3D 列印機。

Q：您對3D列印機的未來發展有何展望？

我想用日本製造的3D列印機為日本恢復科技強國地位做出貢獻。

名古屋工井總經理，岡田AM事業部
從市場來看，3D列印機大多是國外產品。
目前只有少數幾家日本製造商的設備可以放心使用，包括售後服務。
我們開始研發的初衷就是為了挑戰這個現狀。
如果日本製造的3D列印機能夠促進日本創意產業的發展，那麼日本製造業就能比以往任何時候都更具原創性和先進技術。
我們將繼續努力追求更高的性能和質量，以期為日本製造業做出貢獻。

我們希望Metrol Sensors能夠為名古屋工業的持續發展壯大提供協助。非常感謝。

本次訪談由名古屋工藝株式會社贊助。

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