Max Home IndustryОборудование для аддитивного производства (AM) со временем развивалось, однако необходимое программное обеспечение для новых машин часто отстает. Чтобы решить эту проблему, исследователи из Пенсильванского университета разработали программное обеспечение для автоматизированного планирования процессов, позволяющее сэкономить деньги, время и ресурсы для проектирования.
Новые пятикоординатные станки предназначены для линейного перемещения по плоскостям x, y и z и вращения между плоскостями, что позволяет машине изменять ориентацию объекта. Эти станки являются усовершенствованием традиционных трехкоординатных станков, которые не имеют возможности вращения и требуют опорных конструкций.
Такая машина потенциально может привести к значительной экономии средств и времени; тем не менее, пятикоординатному AM не хватает того же проектирования и автоматизации, что и у трехкоординатных станков. Именно здесь создание программного обеспечения для планирования становится критически важным.
«Пять осей AM — это молодая область, и программного обеспечения еще нет», — сказал Синьи Сяо, получивший летом 2020 года докторскую степень в области промышленной инженерии в Пенсильвании, сейчас доцент кафедры машиностроения и производственной инженерии в Университете Майами. в Огайо. «По сути, мы разработали методологию автоматического сопоставления проектов из САПР — автоматизированного проектирования — программного обеспечения с AM, чтобы сократить ненужные шаги. Вы экономите деньги, тратя меньше времени на изготовление детали, а также используя меньше материалов из трех частей. опорные конструкции оси «.
Сяо провела эту работу в рамках своей докторской программы в Университете штата Пенсильвания, Департамент промышленного и производственного машиностроения им. Гарольда и Инге Маркус под руководством профессора промышленной инженерии Санджая Джоши. Их исследование было опубликовано в Journal of Additive Manufacturing.
«Мы хотим автоматизировать процесс принятия решений для производственных проектов, чтобы перейти к« аддитивному производству с помощью кнопки », — сказал Джоши. «Идея программного обеспечения состоит в том, чтобы сделать пятиосевой AM полностью автоматизированным без необходимости ручной работы или перепроектирования продукта. Синьи приходила ко мне, когда ей требовалось руководство или возникали вопросы, но, в конечном итоге, ключ был в ее руках».
Алгоритм программного обеспечения автоматически определяет секции детали и ориентацию секций. Исходя из этого, программное обеспечение определяет, когда будет напечатан каждый раздел и в какой ориентации в последовательности печати. В процессе декомпозиции геометрия детали сводится к отдельным частям, каждая из которых печатается без опорных структур. По мере того, как каждая деталь изготавливается по порядку, машина может вращаться по своим осям, чтобы переориентировать деталь и продолжить печать. Сяо сравнил это с работой со строительными блоками Lego.
Алгоритм может помочь в разработке технологического плана производства детали. Это дает дизайнерам возможность внести исправления или изменить дизайн перед печатью, что может положительно повлиять на стоимость. Алгоритм также может сообщить проектировщику, насколько возможно создание детали с использованием производства без поддержки.
«С алгоритмом вам действительно не нужен опыт пользователя, потому что он заложен в программном обеспечении», — сказал Джоши. «Автоматизация может помочь очень быстро опробовать множество различных сценариев, прежде чем вы создадите что-либо на машине».
Сяо сказала, что намерена продолжить это исследование, так как одними из основных областей применения этой технологии являются аэрокосмическая промышленность и автомобилестроение.
«Большие металлические детали, использующие традиционное аддитивное производство, могут занять несколько дней и тратить много материалов при использовании опорных конструкций», — сказал Сяо. «Аддитивное производство — очень мощное средство, и благодаря своей гибкости оно может многое сделать; однако у него есть и свои недостатки. Еще многое предстоит сделать».