桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室最近一直忙于創(chuàng)新，近日，采用全新的方法進(jìn)行3D打印，并創(chuàng)建了望遠(yuǎn)鏡。現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室正在研究3D打印部件的測(cè)試。桑迪亞創(chuàng)建了一個(gè)類似于圓形辦公桌的六面工作單元，在其中心安裝了一個(gè)商業(yè)機(jī)器人，可以進(jìn)行測(cè)試以快速3D打印零件的性能和屬性。模塊化，可擴(kuò)展和靈活的系統(tǒng)被稱為Alinstante，西班牙語(yǔ)“即時(shí)“。
    該系統(tǒng)是Sandia材料科學(xué)家Brad Boyce的工作成果，該工作始于2015年春季。Boyce正在開(kāi)展一個(gè)項(xiàng)目，以提高定制3D打印零件的質(zhì)量。“在傳統(tǒng)的金屬制造業(yè)，在生產(chǎn)具有統(tǒng)一性能的金屬過(guò)程控制方面有很多經(jīng)驗(yàn)和技巧。”他說(shuō)， “當(dāng)我們進(jìn)行激光制造時(shí)，我們不得不退后一步，重新考慮資質(zhì)。”Boyce已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一臺(tái)用于高通量拉伸測(cè)試的機(jī)器，但是他意識(shí)到他需要更靈活的通用解決方案，所以他開(kāi)始與桑迪亞的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)合作。
     “一旦我們致力于自動(dòng)化，我們意識(shí)到可以克服障礙。是的，我們投入了一些時(shí)間和金錢(qián)，但真正的挑戰(zhàn)是讓自己擺脫“一切照舊”的思維，理解我們需要更快的解決方案。“Boyce說(shuō)。

      六角形工作單元有六個(gè)花瓣?duì)罟ぷ髡荆瑖@中心的機(jī)器人。每個(gè)工作站可以有不同的商業(yè)或定制測(cè)試系統(tǒng)，并且可以根據(jù)所需工作類型進(jìn)行調(diào)換。多個(gè)工作站也可以組合成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。工作單元的設(shè)計(jì)由Sandia機(jī)械工程師Ross Burchard領(lǐng)導(dǎo)，他在決定六角形之前探索了許多不同的配置。“我的挑戰(zhàn)是：你如何想出一個(gè)帶有一個(gè)機(jī)器人和多個(gè)測(cè)試站的工作單元，這些單元也是模塊化和可擴(kuò)展的。”Burchard說(shuō)。
      在建設(shè)工作站時(shí)，Burchard和他的團(tuán)隊(duì)盡可能使用現(xiàn)成的硬件來(lái)節(jié)省資金。除了六角形地板和機(jī)器人底座外，安全光幕還安裝在任何可能與機(jī)器人互動(dòng)的地方。如果一個(gè)人進(jìn)入工作單元，或者機(jī)器人手臂伸出工作單元，光束就會(huì)被打破，機(jī)器人將自動(dòng)停止，因?yàn)轭I(lǐng)導(dǎo)軟件界面設(shè)計(jì)的機(jī)器人專家Tim Blada強(qiáng)調(diào)了安全性特征。

    “安全始終是我們的第一關(guān)注點(diǎn)。我們寫(xiě)的每一行代碼，我們所做的每一件機(jī)械夾具，始終是安全第一。“他說(shuō)。 “這安全嗎？我能做到這一點(diǎn)而不會(huì)冒任何傷害嗎？“到今年夏天結(jié)束時(shí)，Blada希望有一個(gè)用戶界面，允許任何人將他們的零件放在零件架上的托盤(pán)上，選擇一些測(cè)試并自動(dòng)在不需要每個(gè)用戶的過(guò)程中接收他們的數(shù)據(jù)。他還希望軟件架構(gòu)是模塊化的，這樣就可以輕松添加新的模塊和測(cè)試。

    Alinstante原型機(jī)只有兩個(gè)測(cè)試站和一個(gè)用戶可放置零件的機(jī)架。第一站是結(jié)構(gòu)化光掃描儀，可將掃描轉(zhuǎn)換為3D模型，以便與原始預(yù)期設(shè)計(jì)進(jìn)行直接定量比較。第二個(gè)是用于測(cè)試物理性能的負(fù)載框架，例如拉伸和壓縮測(cè)試。接下來(lái)，該團(tuán)隊(duì)希望添加一臺(tái)激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀，該光譜儀可以以最低破壞性的方式確定零件化學(xué)成分的批次間一致性。

    “桑迪亞擁有可以執(zhí)行所有這些測(cè)試的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，但是，安排每個(gè)測(cè)試需要幾周的時(shí)間，有的可能需要一到兩個(gè)月的測(cè)試時(shí)間，“Burchard說(shuō)。 “Alinstante可以減少測(cè)試的時(shí)間安排負(fù)擔(dān)，大大加快了周轉(zhuǎn)時(shí)間。”該系統(tǒng)還可以減少人為錯(cuò)誤，并產(chǎn)生比人類更可靠，可重復(fù)的數(shù)據(jù)。