مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تخمین زمان ساخت در فرآیندهای ساخت افزودنی بر مبنای جهت گیری قطعه

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران
2 استادیار/دانشگاه شریف
چکیده
یکی از مهمترین عواملی که در ساخت قطعات با روش ساخت افزودنی باید مورد توجه قرار گیرد، الگوی جهت گیری ساخت قطعه است. جهت گیری ساخت قطعه در فرآیندهای ساخت افزودنی بر روی خواص قطعه از جمله صافی سطح، استحکام قطعه، زمان ساخت و مقدار مواد تکیه گاهی مورد استفاده تأثیرگذار است. در این بین زمان ساخت قطعه یکی از مهمترین عوامل در تعیین جهت گیری بهینه قطعات است. در این مقاله روشی جدید برای تخمین زمان ساخت قطعه در فرآیندهای ساخت افزودنی ارائه میشود که میتواند زمان تخمینی ساخت قطعه در جهت‌گیری‌های مختلف را محاسبه کند. بر اساس روش پیشنهادی، رابطه ای کاربردی بر اساس تعداد لایه ها و مقدار مواد تکیه گاهی استخراج میگردد. روش ارائه شده علاوه بر کاهش هزینه های محاسباتی نسبت به روش های پیشین، روشی کارآمد برای تعیین جهت گیری بهینه قطعات نیز میباشد. در پایان، به منظور نمایش توانایی و همچنین صحت سنجی روش پیشنهادی، زمان ساخت یک قطعه در دو نوع جهت گیری مختلف بر اساس روش پیشنهادی تخمین زده میشود و با نتایج حاصل از شبیه سازی فرآیند در نرم افزارهای منکاتی و رپتیرهاست مقایسه میشود. میانگین خطای نسبی روش پیشنهادی در جهت گیری نوع اول در مقایسه با نرم افزارهای منکاتی و رپتیرهاست به ترتیب برابر 5 و 9 درصد و در جهت گیری نوع دوم 7 و 8 درصد میباشد. همچنین سرعت محاسبه نتایج برای قطعه مورد مطالعه با استفاده از روش پیشنهادی به ترتیب حدود 100 و 140 برابر سریع تر از نرم افزارهای رپتیرهاست و منکاتی است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Build Time Estimation in Additive Manufacturing Processes based on Part Orientations

نویسندگان English

Amir Hossein Golmohammadi 1
Saeed Khodaygan 2
1 Department of Mechanical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده English

The orientation of part in the additive manufacturing process is one of the most important factors should be considered in the additive manufacturing process. In the additive manufacturing process, the part orientation factor can significantly affect the part properties such as the surface roughness, strength, the manufacturing time and amount of support materials. The manufacturing time is a key factor that can influence the total production cost. Therefore, to minimize the manufacturing time, the optimum orientation of parts should be determined. In this paper, a new method is introduced to estimate the built time of the parts through the additive manufacturing process. According to the proposed method, a practical equation is extracted to estimate the built time of the parts with related to the number of layers and amount of the support materials. The method is capable to estimate the built time of a part associated to the part orientations. The efficiency of the proposed method is demonstrated through a case study in two different type of orientation, and the computational results are compared with the obtained results from the simulations in MankatiUM V5.3 and Repetier-Host software. The average of proposed method relative error in the first type of orientation in comparison with MankatiUM and Repetier-Host software results are, respectively, 5 and 10 percent and for the second type of orientation are 7 and 8 percent. Moreover, calculation cost of proposed method is 140 and 100 times faster than MankatiUM and Repetier-Host software, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Additive Manufacturing
Build time estimation
Part build orientation
Standard triangle language (STL)