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3.4.2 三維打印的網絡化

   如今網絡發展越來越快，通過網絡對3D打印進行控制可以更好的制造出遠程用戶所需要的制品，對3D打印的發展具有重要的意義。中國專利CN104203547A提出可以采用將三維打印機和網絡相結合，通過設置在三維打印機上的數據網絡接口，和被定位成從一視點捕捉構造容積的視頻的視頻攝像機，以及被配置成通過網絡接口接受三維模型并且控制三維打印機的操作以便將三維打印模型制作呈三維打印機的構造容積內的對象的處理器，其中處理器可以通過接口，呈現來自攝像機的構造容積的圖像和三維模型的二維投影，通過該圖像的分析，可以用來預測進展來進行跟蹤，以便識別打印過程中的各種因素的干擾。

   美國專利US8818544B2提供了一種計算支撐材料體積的方法，以計算機為擠出建立樹狀數據單元網格，該單元網格定義為大量的單元陣列，通過使用固體認知網絡（SIG）的計算機程序，能夠快速的計算出3D打印制品所需的支撐材料的體積。

3.4.3 對打印速率的改進

   在連續粒子擠出快速打印過程中，熔融的粘性粒子很難填滿120°的轉角，并且粒子在熱熔區會和其他物質如空氣中的水和氧氣反應，使打印出每一層的粒子材料的性質均不相同，且粒子材料在擠出后會發生收縮，而這些問題均和打印速度有關。美國專利US2013009338A采用控制材料的層疊速率來改變三維制品的表面織構等其他表面特征，從而得到非均勻表面織構的三維制品，從而改善三維制品的表面質量。美國專利US2014048970A1中材料擠出速率按照預定路線跟隨擠出路徑的變化進行調整，從而改善三維打印表面質量。

   中國專利CN1386089A 通過在擠壓機上設置增壓級，從而使物料從管嘴擠出的速率和被擠壓物粘度增大的能力同時增加，擠出速率增大就使有形零件能更快地制成，粘度增大的能力增加使制出的有形零件具有更多所需的機械性能，同時減小被擠壓物的橫截面積以達到較好的性能。

   美國專利US5653925A與上述專利不同，其采用間接控制擠出速率的方式，即通過在制造過程中在部件中引入孔隙，且這個孔隙程度應當可以使制品具有可靠的強度，部件中孔隙的增加可以減少沉積時層與層之間或每一層對擠出速率的敏感程度，并且可以允許擠出物具有高的粘度和表面張力，采用此種方式可以補償部件內部膨脹，從而減少鑄模的破損；可以減少后續工序步驟；可以使尺寸更精確；可以使用更廣的材料進行沉積；提高制造精度。

3.4.4 對三維打印分辨率的改進

   在三維打印過程中一般是采用路徑寬度不變的分辨率進行打印，從而能夠快速成型，但是在此生成的構建路徑內會出現小空區域的問題，這些小空區域一般小于恒定路徑寬度分辨率，因此，在數據生成時被忽略。這樣就造成在構建材料沉積路徑之間形成空腔，其相應增加了所得到的3D物體的孔隙度，因此，降低了所得到的3D物體的結構完整性和密封特性。中國專利CN101401102A提出可以采用在構建路徑限定空區域，并且在空區域內生成至少一條中間路徑，并根據該中間路徑來生成剩余的路徑的方法，從而降低3D制品中的空隙度，增加制品的分辨率。

   中國專利CN101449295A對提高由具有良好物理特性的諸如熱塑性材料建造三維物體的速度和分辨率做了一定貢獻，該專利則采用將噴射技術和熔融沉積成型原理相結合的方式，通過噴射第一材料的方式形成限定支撐結構的增量的多個層，此時噴射使支撐結構的增量具有高分辨率的內部表面，該支撐結構用作可同時用其結構填充的高分辨率模型，這樣使三維物體由具有良好物理特性的材料以高沉積速率形成并具有高表面分辨率。

3.4.5 對三維打印過程的改進

   美國專利US2015145174A1對3D打印的印盤做了改進，在印盤上設置多組磁性裝置，從而可以通過印盤周圍的磁場將打印在構造板上的3D打印制品從印盤上移走，并包括將構造板從3D打印制品中移除的過程，之后進行連續作業。

4 結論

   目前來看，Stratasys在FDM成型領域中占據絕對領導地位，專利申請涵蓋了打印裝置、材料、軟件控制等方方面面，以目前國內企業的技術儲備和專利布局來看，基本處于全面落后的狀態，但FDM成型顯然還有諸多可以改進的方面，以下為筆者的一些觀點，僅供參考，例如：

1.具體結構細節，例如打印頭的改進，目前多打印頭已成為趨勢，但打印頭的切換方式多種多樣，隨之而來的不同的打印頭的孔徑尺寸均可以成為改進點；

2.打印材料的改進，3D制品材料和支撐材料的成分和結構均可以成為改進點，針對材料的改進不依賴打印裝置，更容易繞開現有專利的限制。

3.打印控制方法的改進，隨著計算機技術的發展，精確打印和高效打印控制方法已深深地融合到FDM成型中來，如何利用計算機技術來優化打印方法，例如控制打印頭走位和響應、優化模型分層、消除臺階效應、制品的后加工等，也有諸多改進的余地。Stratasys在FDM成型領域技術力量雄厚，專利布局也比較廣泛，其中諸多技術和思路十分值得其他企業借鑒，相信隨著研究的不斷深入，FDM必將能夠更加成熟，并實現更大規模的生產與應用。