目前，3D打印技术取得了广泛的关注和迅猛的发展, 在成型精度和速度有所突破, 但依然存在着许多亟待解决的问题. 本文针对对3D打印技术的控制系统，列举了一些问题进行总结, 同时对未来3D打印技术的发展趋势提出初步的设想。  

1.1 过程控制

 过程控制系统通常采用反馈控制和算法改进的形式, 通过对过程参量的控制, 可使生产过程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少, 例如文献提出了熔融沉积成型技术稳固低耗支撑结构生成的算法, 该算法充分分析熔丝沉积制造中扫描熔丝构造特点，对支撑区域进行分类, 根据每类支撑的特点设计相应的支撑结构成型算法, 并建立最优化计算模型, 计算符合各类约束的最小支撑结构, 在保证了打印成型质量同时节省了打印耗材, 并针对现有Makerware 算法用实验数据说明, 所得支撑结构更为稀疏, 并且采用了锥形结构, 节省材料效果明显,算法稳定性更好. 3D打印核心技术不同, 其表征过程的主要参数也各不相同. 熔融沉积成型技术过程参数有温度、压力、送丝速度等, 光聚合成型技术过程控制参数有激光强度、固化深度、涂层厚度、液面高度等, 激光粉末成型技术过程参数有激光强度、铺

粉厚度、致密度、预热温度等. 3D 打印技术目前仅仅做到了将过程控制的参数测量表示出来, 并使用一些简单的独立闭环控制, 但是在很多情况下, 3D打印控制系统中被控量与控制量之间呈现出交互影响的关系, 每个控制量的变化会同时引起几个被控量变化. 这种变量间的交互影响称为耦合. 耦合的存在会使过程控制系统变得复杂化, 例如熔融沉积成型技术过程参数有温度、压力、送丝速度, 这些参数

都是相互关联, 相互影响. 3D 打印可以采用解耦控制中的多变量频域方法有效解决这一问题。

1.2 整体控制

 目前, 国内外3D 打印控制系统的智能识别和反馈功能基本处于空白状态, 控制系统中的各子系统虽然能够较好地做到闭环控制, 但是大部分打印机的整体控制系统仍然处于盲打阶段, 是一个开环的状态, 即每一种模型的成型需要依靠人工总结数据并进行大量实验. 当成型过程中出现打印异常问题时, 控制系统无法识别, 更不能调整解决问题. 当成型过程出现一个细小的打印错误, 后续成型误差将会越来越大, 这就要求成型时, 必须有经验丰富的专业人员随时观察成型状态. 现如今, 大部分3D打印机还没有打印记忆功能, 如果打印时突然断电将无法进行续打, 这样会造成大量时间、材料上的浪费. 因此, 智能识别和反馈功能是目前3D打印控制系统需要解决的问题,让系统自动识别并判断成型过程中出现的问题, 并及时作出调整, 同时通过智能识别系统提供的大量数据让3D 打印机能够具备自学、自我逐步完善功能。

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