3D プリントにおける精密位置制御と液面レベル測定におけるレーザー変位センサーの応用
3D プリントにおける精密位置制御と液面レベル測定におけるレーザー変位センサーの応用
3D プリント (一般に Additive Manufacturing、AM として知られています) は、材料を層ごとに追加して 3 次元オブジェクトを構築するテクノロジーです。従来の減算製造方法 (切断や研削など) や成形製造方法 (鋳造や鍛造など) とは異なり、3D プリントは、金型や複雑なツール固定具を必要とせずに、デジタル モデルから複雑な部品を迅速かつ柔軟に直接製造できます。この特性により、3D プリントは、パーソナライズされたカスタマイズ、複雑な構造の製造、ラピッド プロトタイピングなどの分野で特に有利になります。
3D 印刷技術の中でも、光重合は特に重要であり、特にステレオリソグラフィー (SLA)、デジタル光処理 (DLP)、LCD 光重合が重要です。これらの技術では、精度、安定性、安全性を確保するために、印刷プロセス中にさまざまなセンサーが使用されることがよくあります。
SLA (ステレオリソグラフィー装置): 光源として紫外線を使用し、ガルバノメーター システムでレーザー ビームを制御して液体樹脂を層ごとにスキャンし、硬化させます。
DLP (デジタル ライト プロセッシング): デジタル マイクロミラー テクノロジーを使用して、液体樹脂に UV 光源を投影し、層ごとに硬化を実現します。
LCD (液晶ディスプレイ): LCD 画面を使用して UV 光を選択的に通過させて露光を実現します。マスク SLA テクノロジーとも呼ばれます。
これらの技術の主な材料は感光性樹脂であり、高い成形精度と滑らかな表面を特徴としており、高精度が求められる用途に適しています。
実際のアプリケーションでは、最終製品の品質を確保するために、光重合技術は高精度の測定方法と組み合わせられることがよくあります。非接触測定装置の一種であるレーザー変位センサーは、従来の接触測定方法で発生する可能性のあるエラーを回避し、ミクロンレベルまたはそれ以上の測定精度を実現します。これは、材料層の高さを正確に制御する必要がある SLA (ステレオリソグラフィー) などの 3D 印刷プロセスにとって特に重要です。
プロジェクト要件
正確な位置監視:
SLA/DLP 3D プリンターの印刷プラットフォームまたはレーザー ヘッド/プロジェクター ヘッドの正確な位置決め監視を実現し、各樹脂層が事前に設定された座標で正確に硬化され、印刷の精度と品質が維持されるようにすることを目的としています。樹脂レベル管理:
樹脂タンクのレベルを効率的に監視し、樹脂の枯渇による印刷の中断を防ぎ、継続的かつ効率的な生産を確保するためのシステムを確立する必要があります。正確な位置制御ソリューション:
1. 高精度レーザー変位センサーをプリント プラットフォームの下またはレーザー ヘッド/プロジェクター ヘッドの周囲に配置して、正確な位置監視システムを形成します。
2. 印刷プロセス中、センサーはプラットフォームと光源のリアルタイムの位置データを継続的に収集し、中央制御システムに即座にフィードバックを提供します。
3. 制御システムは、フィードバック データに基づいて印刷戦略と座標を動的に調整し、各樹脂層が指定された位置に正確に配置されるようにすることで、印刷の精度と安定性を向上させます。
| 検知距離 | 解決 | 直線性 | 出力 |
| 30mm（±4） | 2µm | ±0.1%fs (fs=8mm) | NPN / PNP アナログ RS485 |
| 50mm（±10） | 5µm | ±0.1%f.5. (fs=20mm) | |
| 85mm（±20） | 10µm | ±0.1%f.8.(fs=40mm) | |
120mm（±60） | 30µm | ±0.1%fs(fs=120mm) | |
250 mm (±150) | 75µm | ±0.3%fs(fs=300nm) | |
GFL-Gシリーズ高精度レーザー変位センサを使用する利点
✅ リアルタイム距離監視: レーザー変位センサーは、レーザーヘッド/プロジェクターヘッドと樹脂表面間の距離をリアルタイムで監視し、光が樹脂層に正確に焦点を合わせていることを保証し、硬化位置のずれや光漏れなどの問題を回避します。
✅ 印刷精度の向上: レーザー変位センサーは、正確な位置監視と制御を提供することで、印刷精度を大幅に向上させることができます。これにより、印刷プロセス中のエラーや欠陥が削減され、最終製品の寸法精度と表面品質が向上します。
✅ 自動調整機能: レーザー変位センサーを制御システムに統合して、自動調整が可能になります。位置の偏差が検出されると、制御システムは印刷プラットフォームまたはレーザーヘッド/プロジェクターヘッドの位置を自動的に調整して偏差を修正し、印刷を続行して、印刷プロセスの継続性と精度を確保します。
インテリジェントな樹脂レベル監視ソリューション:
1. 樹脂タンクの上部または側面に設置された非接触レーザー変位センサーを使用し、レーザー測距原理を使用して樹脂表面の位置を監視します。
2. センサーは樹脂レベルの変化によって生じる反射光の変位をリアルタイムで捉え、正確なアルゴリズムを使用して現在のレベルを計算し、レベルデータを継続的に更新します。
3. センサーを 3D プリンター制御システムにシームレスに統合し、レベル データの即時送信と処理を可能にします。レベルが事前に設定された安全しきい値を下回ると、システムは自動的にアラームをトリガーするか、印刷操作を一時停止して、生産の安全性と継続性を確保します。
| 検知距離 | 再現性 | 直線性 | 出力 |
| 30mm（±5） | 10µm | ±0.1%FS | アナログ / RS485 |
| 50mm（±15） | 30µm | NPN / アナログ / RS485 | |
| 100mm（±35） | 70µm | ||
200mm（±80） | 200µm | ±0.2%FS | |
400 mm (±200) | 400µm / 800µm | ||
GFL-Zシリーズレーザー変位センサを使用する利点
✅ 非接触測定: 樹脂との直接接触を回避し、腐食や汚染のリスクを軽減し、メンテナンスコストを削減し、システムの耐久性を向上させます。
✅ リアルタイムの精密モニタリング: レベルと位置に関する継続的で高精度なデータを提供し、印刷プロセス中のリアルタイムのモニタリングと正確な制御を保証します。
✅ インテリジェント管理: 制御システムとシームレスに統合され、自動警告および応答メカニズムを有効にし、印刷プロセスを最適化し、生産効率と安全性を向上させます。
レーザー変位センサの用途
レーザー変位センサーは、長さ、距離、振動、速度、角度などの物理量を正確に測定できる多目的測定ツールです。レーザー変位センサーは、小型部品の識別、コンベア ベルトの監視、材料の重なり検出、ロボットの位置制御、液面の監視、厚さの測定、振動分析、衝突テスト、さまざまな自動車テストなどのアプリケーションで重要な役割を果たします。
DADISICK 人気センサー
出力方式: NPN/PNP+アナログ+RS485 解像度: 1mm レーザータイプ: 赤色半導体レーザー クラスIIレーザー 655+10nm<1m 反応時間: 50-200ms 測定距離: 0.1-50m
検出範囲: 100〜2000 mm、200〜4000 mm、350〜6000 mm 材質: 銅ニッケルメッキ、プラスチック継手 接続タイプ: 5ピンM12コネクタ
検出範囲: 150-3000 mm 材質: プラスチックアクセサリ、エポキシ樹脂充填 接続タイプ: 5ピンM12コネクタ 出力方式: アナログ電圧0-10V+PNP
