مروری بر الگوریتم‌های برش‌زنی مدل قطعه و تأثیر آن بر نمونه‌سازی سریع

نوع مقاله : علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

2 عضو هیئت علمی گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

چکیده

روش­های نمونه­سازی سریع به­عنوان گروهی از فرایندهای تولید، عضو روش­های مهم ساخت نمونة اولیه و گاه قطعة نهایی محسوب می­شوند که مطالعة آنها با توجه به ماهیت هر یک از فرایندها امری ضروری به‌نظر می­رسد. تمام فرایندهای نمونه­سازی سریع بر پایة ایجاد مدل اولیه و برش‌زنی آن استوار است. برش­زنی یا مستقیماً از مدل CAD صورت می‌گیرد و یا به فایل STL تبدیل شده و برش­زنی انجام می‌شود. الگوریتم­های برش­زنی تأثیر مستقیمی بر هزینه و کیفیت قطعة تولیدی دارند؛ به‌گونه­ای‌که با افزایش ضخامت لایه­ها زمان تولید قطعات و هزینة آن کم می­شود؛ از سوی دیگر، کیفیت قطعة تولیدی نیز کاسته خواهد شد. به این دلیل پژوهشگران این حوزه را بر آن داشته تا الگوریتم­های متنوعی را برای برش قطعة نمونه‍‌سازی سریع گسترش دهند. در این مقاله به بررسی اثر روش­های مختلف برش­زنی قطعات (الگوریتم­های برش­زنی مدل CAD) پرداخته شده و مورد تحلیل و کنکاش قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها


[1] ع. سیم‌چی، ا. توکلی، نمونه­سازی و ابزارسازی سریع، انتشارات وزارت صنایع و معادن، 1384.
[2] ص. رحمتی، م. سلیمی، م. ایلدارژاله، فناوری نمونه‌سازی سریع، اصول، روشها، کاربردها، نمونه­های مطالعات، انتشارات جهان جام جم، 1384.
[3] س. رحمتی، برش مستقیم لایه از مدلهای CAD مبتنی بر استفاده از دستگاه نمونه‌ساز سریع با قابلیت تعویض ابزار برشی، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه زنجان، 1390.
[4] P. M. Pandey, N. V. Reddy, S. G. Dhande, Slicing procedures in layered manufacturing: a review, Rapid Prototyping Journal, Vol. 9, No. 5, 2003, pp. 274–288.
[5] P. M. Pandey, N. V. Reddy, S. G. Dhande, Improvement of surface .nish by staircase machining in fused deposition modelling, Journal of Material Processing Technology, Vol. 132 No. 1, 2003a, pp. 323-31.
[6] S. H. Choi K.T. Kwok, A tolerant slicing algorithm for layered manufacturing, Rapid Prototyping Journal, Vol. 8, Issue 3, 2002, pp. 161–179.
[7] A. Dolenc, I. Makela, Slicing procedure for layered manufacturing techniques, Computer Aided Design, Vol. 1, No. 2, 1994, pp. 4-12.
[8] E. Sabourin, S. A. Houser, J. H. Bohn, Adaptive slicing using stepwise uniform refinement, Rapid Prototyping Journal, Vol. 2, No. 4, 1996, pp. 20-26.
[9] J. Tyberg, J. H. Bohn, Local adaptive slicing, Rapid Prototyping Journal, Vol. 4, No. 3, 1998, pp. 118-127.
[10] J. Tyberg, J. H. Bohn, FDM systems and local adaptive slicing, Materials and Design, Vol. 20, 1999, pp. 77-82.
[11] E. Sabourin, S. A. Houser, J. H. Bohn, Accurate exterior, fast interior layered manufacturing, Rapid Prototyping Journal, Vol. 3, No. 2, 1997, pp. 44-52.
[12] K. Tata, G. Fadel, A. Bagchi, N. Aziz, Efficient slicing for layered manufacturing, Rapid Prototyping Journal, Vol. 4, No. 4,1998, pp. 151-167.
[13] D. Cormier, K. Unnanon, E. Sanni, Specifying non-uniform cusp heights as a potential for adaptive slicing, Rapid Prototyping Journal, Vol. 6, No. 3, 2000, pp. 204-11.
[14] P. M. Pandey, N. V. Reddy, S. G. Dhande, A real time adaptive slicing for fused deposition modelling, International Journal of Machine tools and Manufacture, Vol. 43, No. 1, 2003b, pp. 61-71.
[15] S. K. Singhal, K. Prashant Jain, M. Pulak Pandey, Adaptive Slicing for SLS Prototyping, Computer-Aided Design & Applications, Vol. 5, No. 1-4, 2008, pp. 412-423.
[16] D. Ding, Z. Pan, Dominic Cuiuri, Huijun Li, Nathan Larkin, Stephen van Duin, Automatic multi-direction slicing algorithms for wire based additive Manufacturing, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, Vol. 37, 2016, pp. 139-150.
[17] M. Vatani, A. R. Rahimi, F. Brazandeh, A. Sanati nezhad, An Enhanced Slicing Algorithm Using Nearest Distance Analysis for Layer Manufacturing, International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering, Vol. 3, No. 1, 2009.
[18] Z. Zhao, L. Laperriere, Adaptive direct slicing of the solid model for rapid prototyping, International Journal of Production Research, Vol. 38, No. 3, 2000, pp. 89-98.
[19] R. Jamieson, H. Hacker, Direct slicing of CAD models for rapid prototyping, Rapid Prototyping Journal, Vol. 3, No. 1, 1995, pp. 12-19.
[20] Z. Zhiwen, Z. Luc, Adaptive direct slicing of the solid model for rapid prototyping, International Journal of Production Research, Vol. 38, No. 1, 2000, pp. 69-83.
[21] P. Kulkarni, D. Dutta, An accurate slicing procedure for layered manufacturing, Computer Aided Design, Vol. 28, No. 9, 1996, pp. 683-97.
[22] R. L. Hope, P. A. Jacobs, R. N. Roth, Rapid prototyping with sloping surfaces, Rapid Prototyping Journal, Vol. 3, No. 1, 1997, pp. 12-19.
[23] R. L. Hope, R. N. Roth, P. A. Jacobs, Adaptive slicing with sloping layer surfaces, Rapid Prototyping Journal, Vol. 3, 1997b, No. 3, pp. 89-98.
[24] N. Balashanmugam, K. Ankit, D. Aloysius, L. Sudha, R. S. Suresh, Prasad Krishna, P. V. Shashikumar, STL-less based CAD/CAM Approach for Laser Scanning in Micro Stereo Lithography, Procedia Materials Science, Vol. 5, 2014, pp. 1466–1472.
[25] S. Singamneni, A. Roychoudhury, O. Diegel, B. Huang, Modeling and evaluation of curved layer fused deposition, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 212, Issue 1, January 2012, pp. 27–35.
[26] K. Mani, P. Kulkarni, D. Dutta, Region-base adaptive slicing, Computer Aided Design, Vol. 31, No. 5, 1999, pp. 317-33.
[27] M. Weiyin, H. Peiren, An adaptive slicing and selective hatching strategy for layered manufacturing, Journal of Material Processing Technology, Vol. 89 No. 90, 2009, pp. 191-7.
[28] K. H. Lee, K. Choi, Generating optimal sliced data for layered manufacturing, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 16, 2000, pp. 277-84.
[29] W. Xiangping, Z. Haiou, W. Guilan, W. Lingpeng, Adaptive slicing for multi-axis hybrid plasma deposition and milling, Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, 2014.