بهبود مقدار ماده مصرفی، مقاومت سایشی و صافی سطح در تولید قطعات ساخت افزایشی به روش طراحی بر اساس تقسیم‌بندی

Abstract

تکنولوژی ساخت افزایشی تا حد زیادی تولید قطعات سه‌بعدی پیچیده از روی مدلشان را آسان‌تر کرده است. اگرچه فرآیندهای ساخت افزایشی انعطاف‌پذیری منحصربه‌فردی دارند، اما محدودیت‌هایی نیز دارند که باعث می‌شود محققان نتوانند هر شکل هندسی مشخصی را به راحتی بسازند. برخی از این محدودیت‌ها عبارتند از: مصرف ماده به‌منظور ایجاد ساختار پشتیبان، صافی سطح نامناسب برخی از سطوح با زوایای خاص و غیره. یکی از روش‌های غلبه بر این مشکلات، طراحی بر اساس تقسیم‌بندی قطعات است. روش پیش‌بینی‌شده متشکل از دو گام است: ۱- تقسیم مدل سه‌بعدی قطعه و ۲- یافتن بهترین جهت ساخت برای هر بخش جداشده. در گام اول محققان به‌دنبال حداقل تقسیمات ممکن به‌وسیله تشخیص فیچرها و جداسازی آنها با صفحات مناسب و همچنین نحوه اتصال این قسمت‌ها هستند که در گام بعدی بهترین جهت ساخت برای هر بخش جداشده بایستی انتخاب شود. معیار انتخاب بهترین حالت تقسیم‌بندی و بهترین جهت‌های ساخت این است که حجم ساختار پشتیبان، زبری سطح میانگین و قدرت سایشی سطح بایستی حداقل شود. الگوریتمی که این کار را انجام می‌دهد، بر پایه الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات ایجاد شده است که با استفاده از زبان برنامه‌نویسی سی‌شارپ، نوشته شده است. به‌منظور صحه‌گذاری بر عملکرد الگوریتم ارایه‌شده، آزمایش‌های عملی نیز انجام شدند. نتایج این آزمایش‌ها نشان داد که طراحی بر اساس تقسیم‌بندی، کارآیی فرآیندهای ساخت افزایشی را از دیدگاه‌های ذکرشده بهبود می‌بخشد. این تحقیق روشی نو برای بهبود عملکرد و کارآیی تکنولوژی‌های ساخت افزایشی ارایه کرده است که در جهت نزدیک‌شدن این تکنولوژی‌ها به مرحله بلوغ، گام بزرگی خواهد بود.