邵悦辰，贡 亮，沈晓晔，荆梦杰，方占奥，雷军波，黄亦翔

(1.上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240；2.上海工程技术大学城市轨道交通学院，上海 201620)

0 引言

3D打印技术，又称为快速成型技术，在近年来成为了制造业领域的研究热点[1-3]。在众多不同类型的3D打印技术中，熔融沉积成型技术(FDM)是最为常用的一种。FDM-3D打印技术具有低成本、操作简便等优点，但打印精度差，打印效率低，打印故障频发。在打印过程中，零件垮塌、移位，以及打印机喷头堵塞、断丝等异常工况时有发生，如不及时处理，不但会导致材料的浪费和生产效率的降低，还可能引发打印机的损坏[4-6]。由于FDM技术打印速度较慢，打印周期较长，单纯依靠人工来完成打印全过程的监控并不现实。因此，实现FDM-3D打印过程的实时智能监控迫在眉睫。

对此，Guo等[7]开发了基于云平台的3D打印远程监控系统，使用户可在线浏览打印信息，查询打印过程；Oliver等[8]利用三维数字图像相关方法获取打印件的几何构型，并将其与计算机模型相比较来发现打印件的缺陷； Delli等[9]提出了一种结合摄像机，图像处理技术和监督机器学习的3D打印件质量评估方法，可在打印过程中几个关键的时间节点检测打印件的缺陷；Shen等[10]设计了多视角在线故障监测系统，主要用于检测打印件外表面的孔隙类缺陷;Tlegenov 等[11]提出利用振动传感器监测喷头状态，能及时诊断出打印喷头是否发生堵塞。总体上看，现有的解决方案已初步完成了对于3D打印过程的远程控制和故障识别，但尚未将二者充分结合起来，可判定的故障类别也较为单一、固定。……