BOLCOF

2018. 07. 04

BOLCOF: Base Optimization for middle Layer Completion of 3D-printed Objects without Failure

3Dプリン ターが印刷した際に,途中から印刷し直すためのシステム

3D printing failures can occur without completion of printing process due to shaking, errors in printer settings, and shape of the support material and 3D model. In such case it could be difficult to restart printing process from the last printed layer in conventional 3D printers, as the printing parts to which the nozzles are supposed to be attached are lost. In order to restart printing from the middle layer, Wu et al.[Wu et al. 2017] proposed a method of printing while rotating the base of a 3D printer. However, such approach required time for two objects to bond after segmentation, with limited availability of methods for adhesion between parts. Wu et al.[Wu et al. 2016] have also proposed a method to print 3D models at any angle through 5-axis rotation of the base of a 3D printer, but the manufacturing cost of such approach was relatively high. Therefore, we propose a system that prints 3D models on existing object by utilizing an infrared depth camera. Our method makes it possible to attach a 3D-printed object into a free-formed object in the middle of printing by recognizing its shape with a depth camera.

3Dプリンタを利用する際,揺れを含めた環境の作用やプリンタの設定の誤差,印刷するモデルやサポート材の形状などによりプリントが途中で失敗することがある.この時,ノズルが接着する足場がなくなってしまうため,従来の3Dプリンタでは造形が失敗したレイヤーからプリントをやり直すことが非常に困難だった.さらに途中からプリントできないため,既存物体に後からアタッチすることも困難であった.印刷の失敗のリスクを下げるために,物体の重心を計算することで最小限のサポート材のみで目的形状全体を一度に3Dプリントする研究や,目的形状をセグメント分割して後々くっつける研究が過去に行われてきた.また,途中からアタッチできるようにするために,3Dプリンタの土台を回転させながらプリントする研究も存在する.しかし,分割後に接着するのは手間がかかり、プリントしたパーツ同士を接着する手法も限定されている。土台をロボットアームで5軸回転させることでどのような角度へでも出力を行えるような研究も行われてきたが、ハードウェアの作成コストが高かった。そこで我々は,赤外線深度カメラを用いることで,既存物体の上に3Dプリントを行うシステムを開発した.深度カメラで形状認識を行うことで,自由な形状に対して途中からアタッチすることが可能となった.台座の回転をさせずに斜面や曲面にそのまま積層させることで装置の単純化と低価格化を図った.

 

References
– Lifang Wu, Miao Yu, Yisong Gao, Dong-Ming Yan, and Ligang Liu. 2017. Multi-DOF 3D Printing with Visual Surveillance. In SIGGRAPH Asia 2017 Posters (SA ’17). ACM, New York, NY, USA, Article 6, 2 pages. DOI:http://dx.doi.org/10.1145/3145690. 3145728
– Rundong Wu, Huaishu Peng, François Guimbretière, and Steve Marschner. 2016. Printing Arbitrary Meshes with a 5DOF Wireframe Printer. ACM Trans. Graph. 35, 4, Article 101 (July 2016), 9 pages. DOI:http://dx.doi.org/10.1145/2897824.2925966

Kenta Yamamoto, Riku Iwasaki, Tatsuya Minagawa, Ryota Kawamura, Bektur Ryskeldiev, Yoichi Ochiai.
University of Tsukuba, Strategic Research Platform towards Digital Nature Powered by Pixie Dust Technologies, Inc.
Pixie Dust Technologies, Inc.