目前，3D打印技術取得了廣泛的關注和迅猛的發展, 在成型精度和速度有所突破, 但依然存在著許多亟待解決的問題. 本文針對對3D打印技術的控制系統，列舉了一些問題進行總結, 同時對未來3D打印技術的發展趨勢提出初步的設想。
1.1 過程控制
過程控制系統通常采用反饋控制和算法改進的形式, 通過對過程參量的控制, 可使生產過程中產品的產量增加、質量提高和能耗減少, 例如文獻提出了熔融沉積成型技術穩固低耗支撐結構生成的算法, 該算法充分分析熔絲沉積制造中掃描熔絲構造特點，對支撐區域進行分類, 根據每類支撐的特點設計相應的支撐結構成型算法, 并建立最優化計算模型, 計算符合各類約束的最小支撐結構, 在保證了打印成型質量同時節省了打印耗材, 并針對現有Makerware 算法用實驗數據說明, 所得支撐結構更為稀疏, 并且采用了錐形結構, 節省材料效果明顯,算法穩定性更好. 3D打印核心技術不同, 其表征過程的主要參數也各不相同. 熔融沉積成型技術過程參數有溫度、壓力、送絲速度等, 光聚合成型技術過程控制參數有激光強度、固化深度、涂層厚度、液面高度等, 激光粉末成型技術過程參數有激光強度、鋪
粉厚度、致密度、預熱溫度等. 3D 打印技術目前僅僅做到了將過程控制的參數測量表示出來, 并使用一些簡單的獨立閉環控制, 但是在很多情況下, 3D打印控制系統中被控量與控制量之間呈現出交互影響的關系, 每個控制量的變化會同時引起幾個被控量變化. 這種變量間的交互影響稱為耦合. 耦合的存在會使過程控制系統變得復雜化, 例如熔融沉積成型技術過程參數有溫度、壓力、送絲速度, 這些參數
都是相互關聯, 相互影響. 3D 打印可以采用解耦控制中的多變量頻域方法有效解決這一問題。
1.2 整體控制
目前, 國內外3D 打印控制系統的智能識別和反饋功能基本處于空白狀態, 控制系統中的各子系統雖然能夠較好地做到閉環控制, 但是大部分打印機的整體控制系統仍然處于盲打階段, 是一個開環的狀態, 即每一種模型的成型需要依靠人工總結數據并進行大量實驗. 當成型過程中出現打印異常問題時, 控制系統無法識別, 更不能調整解決問題. 當成型過程出現一個細小的打印錯誤, 后續成型誤差將會越來越大, 這就要求成型時, 必須有經驗豐富的專業人員隨時觀察成型狀態. 現如今, 大部分3D打印機還沒有打印記憶功能, 如果打印時突然斷電將無法進行續打, 這樣會造成大量時間、材料上的浪費. 因此, 智能識別和反饋功能是目前3D打印控制系統需要解決的問題,讓系統自動識別并判斷成型過程中出現的問題, 并及時作出調整, 同時通過智能識別系統提供的大量數據讓3D 打印機能夠具備自學、自我逐步完善功能。
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