توسط میراندا باخیت ، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا9 دسامبر 2020
ماشین آلات تولید افزودنی (AM) با گذشت زمان پیشرفت کرده اند ، با این حال ، نرم افزارهای لازم برای ماشین های جدید اغلب عقب می مانند. برای کمک به کاهش این مسئله ، محققان یک نرم افزار خودکار برنامه ریزی فرایند را برای صرفه جویی در هزینه ، زمان و منابع طراحی کردند.
ماشین های جدید پنج محوره به گونه ای طراحی شده اند که به طور خطی در امتداد صفحه x ، y و z حرکت کرده و بین صفحه ها می چرخند تا ماشین بتواند جهت گیری یک شی را تغییر دهد. این ماشین ها پیشرفتی در ماشین های سنتی سه محوری هستند که فاقد قابلیت چرخش هستند و نیاز به ساختارهای پشتیبانی دارند.
چنین دستگاهی می تواند به طور بالقوه منجر به صرفه جویی در هزینه و زمان زیادی شود. با این حال ، پنج محور AM فاقد همان برنامه ریزی طراحی و اتوماسیون است که ماشین های سه محوره دارند. اینجاست که ایجاد نرم افزار برنامه ریزی حیاتی می شود.
Xinyi Xiao ، تابستان 2020 دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، مهندسی صنایع ، اکنون استادیار مهندسی مکانیک و ساخت در دانشگاه میامی در اوهایو می باشد و در این رابطه، گفت:ماشین پنج محوره یک طرح جوان است و هنوز نرم افزار ی برای آن موجود نیست.” “اساساً ، ما یک روش برای نقشه برداری خودکار توسط CAD – طراحی به کمک رایانه – برای نرم افزار متصل به AM برای کمک به کاهش مراحل غیرضروری ایجاد کردیم. ما با صرف زمان کمتری برای ساخت قطعه و همچنین استفاده از مواد کمتر از پشتیبانی سه محوره ، مواردی را صرفه جویی کردیم.”
شیائو این کار را به عنوان بخشی از برنامه دکترا در بخش مهندسی صنایع و ساخت صنایع ایالتی پن ایالتی هارولد و اینگ مارکوس زیر نظر سانجی جوشی ، استاد مهندسی صنایع انجام داد. تحقیقات آنها در Journal of Additive Manufacturing منتشر شده است.
جوشي گفت: “ما مي خواهيم فرآيند تصميم گيري براي طراحي هاي توليدي را خودكار كنيم تا به” ساخت افزودني برسيم.” “ایده این نرم افزار این است که پنج محور AM کاملاً خودکار و بدون نیاز به کار دستی یا طراحی مجدد یک محصول انجام شود.
الگوریتم نرم افزار به طور خودکار بخشهای قسمت بندی شده و جهت گیریهای بخشها را تعیین می کند. از این رو ، نرم افزار تعیین می کند که هر بخش چه زمانی چاپ می شود و در کدام جهت جهت گیری می شود. از طریق یک فرآیند تجزیه ، هندسه قطعه به بخشهای جداگانه تبدیل می شود ، که هر کدام بدون ساختارهای پشتیبانی قابل چاپ هستند. همانطور که هر قطعه به ترتیب ساخته می شود ، ماشین می تواند در سراسر محورهای خود بچرخد تا قطعه را دوباره تغییر جهت دهد و به چاپ ادامه دهد. شیائو آن را با کار با بلوک های ساختمانی لگو مقایسه کرد.
الگوریتم می تواند به شما کمک کند و این امکان را به طراحان می دهد تا قبل از چاپ اصلاحاتی را انجام دهند یا طرح را تغییر دهند ، که این می تواند بر هزینه تأثیر مثبت بگذارد. این الگوریتم همچنین می تواند به یک طراح اطلاع دهد که ساخت یک قطعه با استفاده از ساخت بدون پشتیبانی ممکن است.
جوشی گفت: “با یک الگوریتم ، شما واقعاً نیازی به تخصص کاربر ندارید زیرا این نرم افزار است که این کار را انجام می دهد.” “اتوماسیون می تواند به شما کمک کند تا یک سری از سناریوهای مختلف را خیلی سریع قبل از ایجاد هر چیزی در دستگاه ، امتحان کنید.”
شیائو گفت که او قصد دارد این تحقیقات را ادامه دهد زیرا برخی از زمینه های اصلی استفاده از این فناوری هوا فضا و اتومبیل است.
شیائو گفت: “اجزای بزرگ فلزی ، با استفاده از ساخت افزودنی سنتی ، می توانند روزها به طول انجامد و مواد زیادی را با استفاده از ساختارهای پشتیبانی هدر دهند.” “تولید مواد افزودنی بسیار قدرتمند است ، و به دلیل انعطاف پذیری می تواند بسیاری از کارها را انجام دهد ؛ اما معایب خود را نیز دارد. هنوز کارهای بیشتری برای انجام وجود دارد.”
