مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تعیین پارامترهای بهینه در فرآیند تفجوشی انتخابی با لیزر جهت کمینه سازی میزان تابیدگی قطعه بر مبنای روش تاگوچی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
2 استادیار/دانشگاه شریف
چکیده
فناوری ساخت افزودنی یا چاپ سه بعدی، فرآیند جدیدی در ساخت است که در آن قطعه به صورت لایه لایه ساخته می شود. یکی از مهمترین روش‌های ساخت افزودنی، روش تفجوشی انتخابی با لیزر می‌باشد. پایین بودن زمان ساخت و تنوع در مواد مورد استفاده در ساخت قطعات، از مهمترین مزایای روش تفجوشی انتخابی با لیزر است. رسیدن به کیفیت بالای محصولات از اهداف اصلی در فرآیند ساخت افزودنی محسوب می شود. تابیدگی در قطعه، یکی از عواملی است که موجب کاهش کیفیت محصولات حاصل از روش تفجوشی انتخابی با لیزر است. الگوریتم اسکن و الگوی هاشورزنی یکی از مهمترین مراحل ساخت در فرآیند SLS می‌باشد که بر روی تابیدگی قطعه موثر است. هدف از این مقاله، تعیین پارامترهای بهینه فرآیند SLS مانند طول بردار اسکن و تعداد آفست یا کانتور، توان لیزر، سرعت حرکت لیزر و فاصله هاشورزنی جهت کمینه سازی تابیدگی قطعه ناشی از تنش‌های حرارتی بر مبنای مدل اجزای محدود و روش تاگوچی است. به همین جهت ابتدا به مدلسازی اجزاء محدود فرآیند SLS پرداخته شده است. سپس جهت نمایش توانایی، دقت و صحه گذاری مدل پیشنهادی، نتایج حاصل از روش پیشنهادی با نتایج حاصل از تستهای تجربی با استفاده از دستگاه SLS حاوی لیزر CO2 مقایسه می گردد. در پایان، با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی پارامترهای فرآیند در سطوح مختلف تغییر یافته است و پارامترهای بهینه بدست آمده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Determination of optimal parameters in selective laser sintering for minimizing the part warping based on Taguchi method

نویسندگان English

Ahmad Manshoori Yeganeh 1
Saeed Khodaygan 2
Mohammad Reza Movahedy 1
1 Department of Mechanical engineering, Sharif University of technology, Tehran, Iran
چکیده English

Additive Manufacturing (AM) or 3D printing is a method to build parts by adding layer-upon-layer of material. The selective laser sintering (SLS) method is one of the most important methods of additive manufacturing processes. The low time and the variety of materials used to build the parts are major advantages of SLS method. The high quality of the product is one of the main goals in the additive manufacturing processes. The part warping is one of the factors that reduce the quality of the products which are built by the SLS process. The hatching patterns and scan algorithms in the SLS process are important factors that affect the product quality. In this paper, the effective parameters of the SLS processes such as the scan vector length and the number of offsets or contours, the laser power, the laser speed, and the hitching spacing are optimally determined to minimize the part warping of the product based on the finite element simulations and Taguchi method. For this reason, SLS process has been modeled on the SLS process. Then, to illustrate and validate the accuracy and efficiency of the proposed method, and the computational results are compared to the obtained results from the experimental tests Using SLS containing CO2 laser. Finally, using the Taguchi design of Experiments, the process parameters have been changed at different levels and optimal parameters have been obtained.

کلیدواژه‌ها English

Scanning algorithm
Selective laser sintering
Finite Element Modeling
Scan vector length
Additive Manufacturing
Design of Experiments