Noocyada muraayadaha khafiifka ah ee dhijitaalka ah loo sameeyay ee wejiyada wejiyada

Isticmaalka muraayadaha khafiifka ah waxay ballan-qaadaysaa inay fuliso hawlo kala duwan oo ka mid ah warshadaha dhismaha. Marka lagu daro faa'iidooyinka deegaanka ee isticmaalka hufan ee kheyraadka, naqshadeeyayaasha waxay isticmaali karaan muraayad khafiif ah si ay u gaaraan heerar cusub oo xorriyadda naqshadeynta. Iyada oo ku saleysan aragtida sandwich, galaas khafiif ah oo dabacsan ayaa lagu dari karaa 3D-daabacan polymer-ka unug furan si uu u sameeyo mid adag oo fudud xubno ka kooban. Maqaalkani waxa uu soo bandhigayaa isku dayga sahamineed ee samaynta dhijitaalka ah ee muraayadaha khafiifka ah ee muraayadaha isku dhafan ee isticmaalaya qalabyada warshadaha. Waxay sharxaysaa fikradda digitization-ka warshad-ilaa-warshad shaqo-socod, oo ay ku jiraan naqshadeynta kombuyuutar-ku-caawinta (CAD), injineernimada (CAE), iyo wax-soo-saarka (CAM). Daraasadu waxay muujinaysaa habka naqshadaynta parametric kaas oo awood u siinaya isdhexgalka aan kala go 'lahayn ee qalabka falanqaynta dhijitaalka ah.
Intaa waxaa dheer, habkani wuxuu muujinayaa suurtagalnimada iyo caqabadaha si dhijitaal ah loogu soo saaro muraayadaha isku dhafan ee khafiifka ah. Qaar ka mid ah tillaabooyinka wax-soo-saarka ee uu sameeyo cududda robot-ka warshadaha, sida wax-soo-saarka qaab-weyn ee wax-soo-saarka, farsamaynta dusha sare, isku dhejinta iyo hababka isku-ururinta, ayaa lagu sharraxay halkan. Ugu dambeyntii, markii ugu horeysay, faham qoto dheer oo ku saabsan sifooyinka farsamada ee muraayadaha isku dhafan ayaa lagu helay iyada oo loo marayo daraasado tijaabo ah iyo tirooyin ah iyo qiimeynta sifooyinka farsamada ee muraayadaha isku dhafan ee hoos yimaada culeyska dusha sare. Fikradda guud ee naqshadeynta dhijitaalka ah iyo qulqulka shaqada ee wax-soo-saarka, iyo sidoo kale natiijooyinka daraasadaha tijaabada ah, waxay bixiyaan saldhig dheeraad ah oo lagu dhejiyo qeexida qaabka iyo hababka falanqaynta, iyo sidoo kale samaynta daraasado farsamo oo ballaaran oo daraasado mustaqbalka ah.
Hababka wax soo saarka dhijitaalka ah ayaa noo ogolaanaya inaan horumarino wax soo saarka annagoo beddelayna hababka dhaqanka iyo bixinta fursadaha naqshadeynta cusub [1]. Hababka dhismaha dhaqameedku waxay u janjeeraan inay si xad dhaaf ah u isticmaalaan agabka marka loo eego qiimaha, joomatari aasaasiga ah, iyo badbaadada. Markaad u guurto dhismaha warshado, adoo isticmaalaya prefabrication modular iyo robotics si loo hirgeliyo habab cusub oo naqshadeyn ah, alaabta waxaa loo isticmaali karaa si hufan iyada oo aan waxyeello loo geysan badbaadada. Wax-soo-saarka dhijitaalka ah wuxuu noo ogolaanayaa inaan ballaarino mala-awaalkayaga naqshadeynta si aan u abuurno qaabab joomatari badan oo kala duwan, hufan oo hammi leh. Iyadoo habka naqshadaynta iyo xisaabinta inta badan laga dhigay digitized, wax-soo-saarka iyo isku-ururinta ayaa weli inta badan lagu sameeyaa gacanta qaab dhaqameed. Si loola tacaalo qaab-dhismeedka qaab-dhismeedka xorta ah ee sii adkaanaya, hababka wax-soo-saarka dhijitaalka ah ayaa noqonaya kuwa sii kordhaya oo muhiim ah. Rabitaanka xorriyadda iyo dabacsanaanta naqshadeynta, gaar ahaan marka ay timaado wejiyada, ayaa si joogto ah u koraya. Marka laga soo tago saamaynta muuqaalka ah, wejiyada qaabka bilaashka ah ayaa sidoo kale kuu oggolaanaya inaad abuurto qaabab waxtar leh, tusaale ahaan, iyada oo la adeegsanayo saameynta xuubka [2]. Intaa waxaa dheer, awoodda weyn ee hababka wax-soo-saarka dhijitaalka ah waxay ku jirtaa waxtarkooda iyo suurtagalnimada naqshadeynta naqshadeynta.
Maqaalkani waxa uu sahaminayaa sida tignoolajiyada dhijitaalka ah loogu isticmaali karo naqshadaynta iyo soo saarista guddi isku dhafan oo cusub oo ka kooban xudunta polymer-ka oo la farsameeyey iyo muraayado dhuuban oo dibadda ah. Marka lagu daro fursadaha cusub ee dhismaha ee la xidhiidha isticmaalka muraayadaha khafiifka ah, shuruudaha deegaanka iyo dhaqaalaha ayaa sidoo kale ahaa dhiirigelin muhiim ah oo loogu talagalay isticmaalka waxyaabo yar si loo dhiso baqshadda dhismaha. Isbeddelka cimilada, yaraanta kheyraadka iyo kor u kaca qiimaha tamarta mustaqbalka, dhalooyinka waa in si fiican loo isticmaalo. Isticmaalka muraayadaha khafiifka ah ee ka yar 2 mm dhumucdiisuna waxay ka dhigaysaa iftiinka wejiga waxayna yareysaa isticmaalka alaabta ceeriin.
Iyada oo ay ugu wacan tahay dabacsanaanta sare ee muraayadda khafiifka ah, waxay furaysaa fursado cusub oo loogu talagalay codsiyada dhismaha isla markaana waxay keenaysaa caqabado cusub oo injineernimo [3,4,5,6]. Iyadoo hirgelinta hadda ee mashaariicda wejiyada ee isticmaalaya muraayadaha khafiifka ah ay xaddidan tahay, muraayadaha khafiifka ah ayaa sii kordhaya isticmaalka injineernimada madaniga ah iyo daraasaadka dhismaha. Sababtoo ah awoodda sare ee muraayadda khafiifka ah ee qallafsanaanta laastikada, isticmaalkeeda wejiyada waxay u baahan tahay xalal dhismeed oo la xoojiyay [7]. Marka laga soo tago ka faa'iidaysiga saamaynta xuubka sababtoo ah joomatari qalloocan [8], wakhtiga qalloocinta sidoo kale waxaa lagu kordhin karaa qaab dhismeed badan oo ka kooban xudunta polymer iyo xaashida dibadda ee dhuuban ee dhejiska ah. Habkani wuxuu muujiyay ballanqaad sababtoo ah isticmaalka xudunta adag ee polycarbonate, kaas oo cufan ka yar muraayadda. Marka lagu daro ficilka farsamaysan ee togan, shuruudo badbaado oo dheeraad ah ayaa la buuxiyay [9].
Habka daraasaddan soo socota waxay ku salaysan tahay isla fikradda, laakiin iyada oo la adeegsanayo xudunta translucent-daloolada furan ee la isku daray. Tani waxay dammaanad qaadaysaa heer sare oo xorriyadda joomatari iyo fursadaha naqshadaynta, iyo sidoo kale isdhexgalka hawlaha jireed ee dhismaha [10]. Baallooyinka isku dhafan ee noocan oo kale ah ayaa si gaar ah waxtar ugu leh tijaabada farsamada [11] waxayna ballan qaadeen inay dhimayaan tirada muraayadda loo isticmaalo ilaa 80%. Tani kaliya ma dhimi doonto kheyraadka loo baahan yahay, laakiin sidoo kale waxay si weyn u dhimi doontaa miisaanka muraayadaha, taas oo kordhinaysa waxtarka hoose ee dhismaha. Laakiin qaababka cusub ee dhismaha waxay u baahan yihiin qaabab cusub oo wax soo saar ah. Qaab dhismeedka waxtarka leh wuxuu u baahan yahay habab wax soo saar hufan. Naqshadaynta dhijitaalka ah waxay wax ka tarta wax soo saarka dhijitaalka ah. Maqaalkani waxa uu sii wadaa cilmi-baadhistii hore ee qoraaga isagoo soo bandhigaya daraasad ku saabsan habka wax soo saarka dhijitaalka ah ee muraayadaha khafiifka ah ee isku dhafan ee loogu talagalay robots warshadaha. Diiradadu waxay tahay in lagu digiteeyo-fayl-ilaa-warshad-socodka shaqada ee qaab-dhismeedka ugu horreeya ee qaab-dhismeedka si loo kordhiyo otomatiga habka wax-soo-saarka.
Guddiga isku-dhafka ah (Jaantuska 1) wuxuu ka kooban yahay laba muraayado khafiif ah oo ku duuban xudunta polymer AM. Labada qaybood waxay ku xiran yihiin koollo. Ujeedada naqshadani waa in loo qaybiyo culeyska qaybta oo dhan sida ugu macquulsan. Daqiiqado qaloocintu waxay qolof ku abuurtaa culaysyo caadi ah. Xoogaga dambe waxay keenaan culaysyo xiirid ah oo ku yimaadda xudunta iyo kala goysyada xabagta.
Lakabka sare ee qaab dhismeedka sandwich wuxuu ka samaysan yahay muraayad khafiif ah. Mabda 'ahaan, muraayadda silicate soda-lime ayaa la isticmaali doonaa. Dhumucdiisuna waxay tahay <2 mm, habka kuleylka kulaylku wuxuu gaaraa xadka tignoolajiyada hadda jira. Muraayada aluminosilicate ee kiimikaad ahaan loo xoojiyey ayaa laga yaabaa in loo tixgeliyo inay si gaar ah ugu habboon tahay haddii xoog sare loo baahan yahay nashqadaynta awgeed (tusaale baallayaasha qabow ee laalaaban) ama la isticmaalo [12]. Gudbinta iftiinka iyo hawlaha ilaalinta deegaanka waxaa kaabaya sifooyin farsamo oo wanaagsan sida caabbinta xoqida wanaagsan iyo module yar oo aad u sarreeya marka loo eego walxaha kale ee loo isticmaalo isku-dhafka. Maaddaama cabbirka xaddidan ee loo heli karo galaas khafiif ah oo kiimikaad ahaan loo adkeeyey awgeed, baalal si buuxda u dabcay 3 mm galaas-soodha-lime ah ayaa la isticmaalay si loo abuuro tusaalaha ugu horreeya ee cabbirka weyn.
Qaab dhismeedka taageerada waxaa loo tixgeliyaa inuu yahay qayb qaabaysan oo ka mid ah guddiga isku dhafan. Ku dhawaad ​​dhammaan sifada ayay saamaysay. Thanks to habka wax-soo-saarka wax-soo-saarka, sidoo kale waa xarunta habka wax-soo-saarka dhijitaalka ah. Thermoplastics waxaa lagu farsameeyaa fusing. Tani waxay suurtogal ka dhigaysaa in la isticmaalo tiro badan oo polymers ah oo kala duwan codsiyo gaar ah. Topology ee walxaha ugu muhiimsan waxaa lagu naqshadeyn karaa iyada oo xoogga la saarayo iyadoo ku xiran shaqadooda. Ujeedadaas awgeed, naqshadeynta qaabka waxaa loo qaybin karaa afarta qaybood ee naqshadaynta ee soo socota: naqshadaynta qaabdhismeedka, naqshadaynta shaqada, naqshadaynta bilicda, iyo naqshadaynta wax soo saarka. Qayb kastaa waxay yeelan kartaa ujeedooyin kala duwan, taas oo keeni karta topologies kala duwan.
Intii lagu jiray daraasadda hordhaca ah, qaar ka mid ah naqshadaha ugu waaweyn ayaa lagu tijaabiyay ku habboonaanta naqshadooda [11]. Marka laga eego dhinaca farsamada, saddex-xilliyeed ee ugu hooseeya xudunta u ah gyroscope ayaa si gaar ah waxtar u leh. Tani waxay ku siinaysaa iska caabin farsamo oo sarreeya si ay u foorarsato isticmaalka shay yar. Marka lagu daro qaababka aasaasiga ah ee gacanta ee lagu soo saaro gobollada dusha sare, topology sidoo kale waxaa lagu abuuri karaa farsamooyin kale oo lagu helo. Jiilka khadka cadaadiska waa mid ka mid ah siyaabaha suurtogalka ah ee lagu wanaajin karo adkaanta miisaanka ugu hooseeya ee suurtogalka ah [13]. Si kastaba ha ahaatee, qaab dhismeedka malabka, oo si weyn loogu isticmaalo dhismooyinka sandwich, ayaa loo isticmaalay sidii bilowga hore ee horumarinta khadka wax soo saarka. Qaabkan aasaasiga ah wuxuu u horseedaa horumar degdeg ah xagga wax-soo-saarka, gaar ahaan iyada oo loo marayo barnaamijka fudud ee aaladda. Habdhaqankeeda ku jira muraayadaha isku dhafan ayaa si weyn loo darsay [14, 15, 16] muuqaalkana waxaa lagu beddeli karaa siyaabo badan iyada oo loo marayo jaangooyo waxaana sidoo kale loo isticmaali karaa fikradaha horumarinta bilowga ah.
Waxaa jira polymers thermoplastic badan oo la tixgeliyo marka la dooranayo polymer, iyadoo ku xiran habka extrusion ee loo isticmaalo. Daraasadaha horudhaca ah ee bilowga ah ee agabyada yaryar waxay yareeyeen tirada polymers-ka loo arko inay ku habboon yihiin isticmaalka wejiyada [11]. Polycarbonate (PC) waa mid rajo leh sababtoo ah caabbinta kulaylka, caabbinta UV iyo qallafsanaanta sare. Maalgelinta dheeraadka ah ee farsamo iyo maaliyadeed ee loo baahan yahay si loo farsameeyo polycarbonate, ethylene glycol modified polyethylene terephthalate (PETG) ayaa loo isticmaalay si loo soo saaro tusaalooyinka ugu horreeya. Gaar ahaan aad bay u fududahay in lagu farsameeyo heerkul aad u hooseeya iyada oo ay yar tahay khatarta kulaylka iyo qallafsanaanta qaybaha. Nooca halkan lagu muujiyey waxa laga sameeyey PETG oo dib loo warshadeeyey oo loo yaqaan PIPG. Walaxda ayaa si horudhac ah loo qalajiyey 60°C ugu yaraan 4 saacadood waxaana lagu farsameeyey granulles oo ay ka kooban tahay fiber galaas ah oo ah 20% [17].
Xabaggu wuxuu bixiyaa xiriir adag oo u dhexeeya qaab dhismeedka xudunta u ah polymer iyo daboolka dhalada khafiifka ah. Marka muraayadaha isku dhafan la saaro culeysyo foorarsan, kala-goysyada koollada ayaa la kulma cadaadis xiirid. Sidaa darteed, koollo adag ayaa la door bidaa waxaana laga yaabaa inay yareyso leexashada. Xabagta nadiifka ah waxay sidoo kale caawisaa bixinta tayada sare ee muuqaalka marka lagu xidho muraayad nadiif ah. Arrin kale oo muhiim ah marka la dooranayo koollada waa wax-soo-saarka iyo is-dhexgalka hababka wax-soo-saarka otomaatiga ah. Halkan ku daawaynta UV ee leh waqtiyo daaweyn dabacsan ayaa si weyn u fududayn kara meelaynta lakabyada daboolka. Iyadoo lagu salaynayo imtixaanadii horudhaca ahaa, xabagyo taxane ah ayaa lagu tijaabiyay ku haboonaantooda muraayadaha isku dhafan ee khafiifka ah [18]. Loctite® AA 3345™ UV acrylate la daweyn karo [19] ayaa caddeeyey inuu si gaar ah ugu habboon yahay nidaamka soo socda.
Si looga faa'iidaysto fursadaha wax soo saarka wax-soo-saarka iyo dabacsanaanta muraayadaha khafiifka ah, dhammaan geeddi-socodyada waxaa loo qaabeeyey inay u shaqeeyaan si dhijitaal ah iyo si siman. Grasshopper waxa loo istcimaalay is-dhexgal barnaamijeed muuqaal ah, isaga oo ka fogaanaya is dhexgalyada u dhexeeya barnaamijyada kala duwan. Dhammaan maadooyinka (injineernimada, injineernimada iyo wax soo saarka) ayaa is taageeri doona oo midba midka kale ku buuxin doona hal fayl oo jawaab celin toos ah ka helaysa hawlwadeenka. Marxaladdan daraasadda, socodka shaqadu weli wuu socdaa wuxuuna raacayaa qaabka lagu muujiyey Jaantuska 2. Ujeeddooyinka kala duwan waxaa loo qaybin karaa qaybo ka mid ah maadooyinka.
Inkasta oo soo saarista sanduuqyada sandwich-ka ee warqadan lagu farsameeyay naqshadaynta iyo diyaarinta samaynta isticmaale-u-dugsiyeedka, isku-dhafka iyo ansixinta qalabka injineernimada shakhsi ahaaneed si buuxda looma xaqiijin. Iyada oo ku saleysan naqshadeynta jaantuska joomatari ee wejiga, waxaa suurtagal ah in la naqshadeeyo qolofka dibadda ee dhismaha ee heerka makro (facade) iyo meso (facades). Talaabada labaad, wareegga jawaab celinta injineernimada ayaa ujeedadeedu tahay in lagu qiimeeyo badbaadada iyo ku habboonaanta iyo sidoo kale suurtagalnimada samaynta gidaarka daahyada. Ugu dambeyntii, muraayadaha ka soo baxa ayaa diyaar u ah wax soo saarka dhijitaalka ah. Barnaamijku wuxuu farsameeyaa qaabdhismeedka xudunta u ah koodhka-mashiinka-akhrisan kara wuxuuna u diyaariyaa wax-soo-saarka wax-soo-saarka, habaynta ka dib iyo isku xidhka dhalooyinka.
Habka naqshadeynta waxaa loo tixgeliyaa laba heer oo kala duwan. Marka lagu daro xaqiiqda ah in qaabka macro ee wajiyadu ay saameeyaan joomatari ee guddi kasta oo isku dhafan, topology ee xudunta lafteeda ayaa sidoo kale lagu naqshadeyn karaa heerka meso. Marka la isticmaalayo qaabka wejiga parametric, qaabka iyo muuqaalka waxaa saameyn ku yeelan kara tusaale ahaan qaybaha wejiga iyadoo la adeegsanayo sliders-ka lagu muujiyey Jaantuska 3. Sidaa darteed, guud ahaan dusha sare wuxuu ka kooban yahay isticmaale-qeexay dusha sare ee cabbirka kaas oo la beddeli karo iyadoo la adeegsanayo soojiidiyeyaasha dhibcaha oo wax laga beddelo qeexidda ugu yar iyo heerka ugu sarreeya ee curyaaminta. Tani waxay ku siinaysaa dabacsanaan heer sare ah naqshadeynta baqshadaha dhismaha. Si kastaba ha noqotee, heerkan xorriyadda waxaa xaddidaya caqabadaha farsamada iyo wax soo saarka, kuwaas oo ay ku ciyaaraan algorithms qaybta injineernimada.
Marka lagu daro dhererka iyo ballaca facade oo dhan, qaybinta muraayadaha facade ayaa la go'aamiyaa. Xagga muraayadaha wejiga gaarka ah, waxaa lagu qeexi karaa si sax ah heerka meso. Tani waxay saamaysaa topology ee qaabka asaasiga ah laftiisa, iyo sidoo kale dhumucda muraayadda. Labadan doorsoome, iyo sidoo kale cabbirka guddiga, ayaa xiriir muhiim ah la leh qaabeynta injineernimada. Naqshadaynta iyo horumarinta heerka macro iyo meso oo dhan waxaa lagu fulin karaa marka la eego hagaajinta afarta qaybood ee qaabdhismeedka, shaqada, bilicda iyo naqshadeynta alaabta. Isticmaalayaashu waxay horumarin karaan muuqaalka guud iyo dareenka baqshadda dhismaha iyaga oo mudnaanta siinaya meelahan.
Mashruuca waxaa taageeray qaybta injineernimada iyadoo la adeegsanayo wareegga jawaab celinta. Si taas loo gaaro, yoolalka iyo xaaladaha xuduudaha ayaa lagu qeexay qaybta hagaajinta ee lagu muujiyay Jaantuska 2. Waxay bixiyaan wadooyin farsamo ahaan macquul ah, jir ahaan, iyo ammaan ah in laga dhiso aragtida injineernimada, taas oo saameyn weyn ku leh naqshadeynta. Tani waa meesha laga bilaabo qalabyada kala duwan ee si toos ah loogu dhex dari karo Grasshopper. Baadhitaano dheeri ah, qalabka makaanikada waxaa lagu qiimeyn karaa iyadoo la isticmaalayo Falanqaynta Cunsurka Dhamaystiran (FEM) ama xitaa xisaabinta falanqaynta.
Intaa waxaa dheer, daraasaadka shucaaca qoraxda, falanqaynta khadka-aragga, iyo qaabaynta muddada qorraxdu waxay qiimeyn karaan saamaynta muraayadaha isku dhafan ee dhismaha fiisigiska. Waa muhiim in aan si xad dhaaf ah loo xaddidin xawaaraha, hufnaanta iyo dabacsanaanta habka naqshadaynta. Sidan oo kale, natiijooyinka halkan laga helay waxaa loogu talagalay in lagu bixiyo hagitaan iyo taageero dheeraad ah habka naqshadeynta mana aha beddelka falanqaynta faahfaahsan iyo caddaynta dhammaadka habka naqshadaynta. Qorshahan istiraatijiyadeed ayaa seeska u dhigaya cilmi-baadhisyo dheeraad ah oo lagu xaqiijinayo natiijooyinka la xaqiijiyay. Tusaale ahaan, wax yar ayaa weli laga yaqaan hab-dhaqanka farsamada ee muraayadaha isku dhafan ee hoos yimaada culeysyo kala duwan iyo xaalado taageero.
Marka naqshadeynta iyo injineernimada la dhammeeyo, moodalku wuxuu diyaar u yahay wax soo saarka dhijitaalka ah. Habka wax-soo-saarka waxa loo qaybiyaa afar heer-hoosaad (Jaantus. 4). Marka hore, qaab-dhismeedka ugu muhiimsan ayaa lagu daray wax-soo-saarka iyadoo la adeegsanayo qalab-daabacaadda 3D-ga weyn ee robot-ka. Dusha sare ayaa markaa la shiidayaa iyadoo la isticmaalayo isla nidaamka robotka si kor loogu qaado tayada dusha sare ee looga baahan yahay isku xidhka wanaagsan. Wax-shiidka ka dib, xabagta waxaa lagu dabaqaa qaab dhismeedka xudunta u ah iyadoo la isticmaalayo nidaam qiyaaseed si gaar ah loo nashqadeeyay oo lagu rakibay isla nidaamka robotiga loo isticmaalo habka daabacaadda iyo wax-shiidka. Ugu dambeyntii, muraayadda waa la rakibay oo la dhigaa ka hor inta aan la daaweyn UV ee wadajirka xiran.
Wax-soo-saarka wax-soo-saarka, qaabka la qeexay ee qaabka hoose waa in loo tarjumaa luqadda mashiinka CNC (GCode). Natiijooyinka labbiska ah iyo kuwa tayada sare leh, ujeedadu waa in la daabaco lakab kasta iyada oo aan sanka-saaruhu ka dhicin. Tani waxay ka hortagtaa cadaadiska aan loo baahnayn bilawga iyo dhamaadka dhaqdhaqaaqa. Sidaa darteed, qoraalka jiilka joogtada ah ayaa loo qoray qaabka unugga la isticmaalayo. Tani waxay abuuri doontaa khad siman oo joogto ah oo leh isla dhibcaha bilowga iyo dhammaadka, kaas oo la qabsanaya cabbirka guddiga la doortay, tirada iyo cabbirka armallada malabka sida naqshadeynta. Intaa waxaa dheer, xuduudaha sida ballaca xariiqa iyo dhererka xariiqda ayaa lagu qeexi karaa ka hor inta aan la dhigin xariiqyada si loo gaaro dhererka la rabo ee qaabka ugu muhiimsan. Tallaabada xigta ee qoraalka waa in la qoro amarrada G-code.
Tan waxaa lagu sameeyaa iyada oo la duubayo isku-duwayaasha dhibco kasta oo khadka ah oo leh macluumaadka mashiinka dheeraadka ah sida faashashka kale ee khuseeya meelaynta iyo xakamaynta mugga extrusion. Natiijada G-code ayaa markaa loo wareejin karaa mashiinnada wax soo saarka. Tusaalahan, gacanta robotka Comau NJ165 ee ku taal tareen toosan ayaa loo isticmaalaa in lagu xakameeyo fidiyaha CEAD E25 sida uu qabo G-code (Jaantuska 5). Tusigii ugu horreeyay ee PETG-da ka dib-warshadaha la isticmaalo oo leh 20% fiber galaas ah. Marka la eego tijaabinta farsamada, cabbirka bartilmaameedku wuxuu ku dhow yahay cabbirka warshadaha dhismaha, markaa cabbirrada walxaha ugu muhiimsan waa 1983 × 876 mm oo leh 6 × 4 unugyo malabka. 6 mm iyo 2 mm sare.
Tijaabooyin horudhac ah ayaa muujiyay in uu jiro farqi u dhexeeya xoogga xabagta ee u dhexeeya xabagta iyo daabacaadda 3D taas oo ku xidhan sifooyinka dusha sare. Si taas loo sameeyo, muunadaha tijaabada wax-soo-saarka wax-soo-saarka dheeriga ah ayaa lagu dhejiyaa ama lagu dhejiyaa muraayadda waxaana la mariyaa xiisad ama xiirid. Inta lagu guda jiro farsamaynta horudhaca ah ee farsamada ee dusha polymerka ee wax lagu shiidayo, xoogga ayaa si weyn u kordhay (Jaantus. 6). Intaa waxaa dheer, waxay wanaajisaa fidsanaanta xudunta waxayna ka hortagtaa cilladaha ay keento qulqulka xad-dhaafka ah. UV-ga la daweyn karo LOCTITE® AA 3345™ [19] acrylate halkan lagu isticmaalo ayaa xasaasi u ah xaaladaha habaynta.
Tani waxay inta badan keentaa weecasho heer sare ah ee shaybaarada tijaabada curaarta. Ka dib soo-saarka wax-soo-saarka, qaab-dhismeedka udub-dhexaadka ah waxaa lagu shiiday mashiinka wax-shiidka profile. Koodhka G-ka ee looga baahan yahay hawlgalkan waxa si toos ah looga soo saaraa marinnada aaladaha ee hore loogu abuuray habka daabacaadda 3D. Qaab dhismeedka xudunta u ah wuxuu u baahan yahay in la daabaco waxyar ka sarreeya dhererka xudunta u ah. Tusaalahan, 18 mm dhumucdiisuna waxay u dhigantaa 14 mm.
Qaybtan ka mid ah habka wax-soo-saarka ayaa caqabad weyn ku ah in si buuxda loo farsameeyo. Isticmaalka xabaggu wuxuu dhigayaa baahiyo sare oo sax ah iyo saxnaanta mashiinada. Habka qiyaasta pneumatic waxaa loo isticmaalaa in lagu dhejiyo xabagta iyada oo la socota qaabka asaasiga ah. Waxaa haga robot-ka oo ku socda dusha sare ee wax-shiidka iyadoo la raacayo dariiqa qalabka la qeexay. Waxay soo baxday in beddelidda caarada wax-siinta dhaqameed ee buraashka ay si gaar ah faa'iido u leedahay. Tani waxay u oggolaanaysaa xabagta viscosity hoose in si isku mid ah loogu qaybiyo mugga. Qadarkan waxaa lagu go'aamiyaa cadaadiska nidaamka iyo xawaaraha robotka. Si loo helo saxnaanta weyn iyo tayada isku xidhka sare, xawaaraha safarka hooseeya ee 200 ilaa 800 mm/min ayaa la door bidaa.
Acrylate oo leh celcelis ahaan viscosity 1500 mPa*s ayaa lagu dabaqay gidaarka polymer core 6 mm ballaaran iyadoo la adeegsanayo burushka qiyaasta ee dhexroorka gudaha ee 0.84 mm iyo balaca burushka 5 ee cadaadiska la dabaqay ee 0.3 ilaa 0.6 mbar. mm. Xabagta ayaa markaa ku faafta dusha sare ee substrate-ka waxayna sameysaa lakab 1 mm qaro weyn sababtoo ah kacsanaanta dusha sare. Go'aaminta saxda ah ee dhumucda koollada weli si toos ah looma samayn karo. Muddada hab-socodku waa shuruud muhiim ah oo lagu dooranayo xabagta. Qaab dhismeedka udub-dhexaadka ah ee halkan lagu soo saaray wuxuu leeyahay dhererka taranka 26 m sidaas darteed wakhtiga codsiga 30 ilaa 60 daqiiqo.
Kadib markaad dalbato xabagta, ku rakib daaqadda laba-glazed ee meesha. Sababtoo ah dhumucda hoose ee alaabta, muraayadda khafiifka ah ayaa durba si xoog leh u curyaamisay miisaankeeda sidaas darteed waa in la dhigaa sida ugu siman ee suurtogalka ah. Taas awgeed, koobabka nuugista dhalooyinka pneumatic oo leh koobabka nuugista ee wakhtiga la kala firdhiyey ayaa la isticmaalaa. Waxaa lagu dhejiyaa qaybta iyadoo la adeegsanayo wiish, mustaqbalkana waxaa si toos ah loogu dhejin karaa iyada oo la isticmaalayo robots. Saxanka dhalada ah ayaa la barbardhigay dusha sare ee xudunta u ah lakabka xabagta. Miisaanka fudud awgeed, saxan dheeri ah oo dhalada ah (4 ilaa 6 mm qaro weyn) ayaa kordhiya cadaadiska korkiisa.
Natiijadu waa inay ahaataa qoynta dhamaystiran ee dusha muraayadda ee qaabka asaasiga ah, sida lagu xukumi karo kormeerka muuqaalka bilowga ah ee kala duwanaanshaha midabka muuqda. Habka codsiga wuxuu sidoo kale saameyn weyn ku yeelan karaa tayada wadajirka ugu dambeeya. Marka la isku xiro, muraayadaha muraayadaha waa in aan la dhaqaajin sababtoo ah tani waxay keenaysaa haraaga koollada ee muuqda ee muraayadda iyo cilladaha lakabka dhabta ah ee koollada. Ugu dambeyntii, koollada waxaa lagu daaweeyaa shucaaca UV oo dhererkiisu yahay 365 nm. Si tan loo sameeyo, nalka UV ee cufnaanta awoodda 6 mW/cm2 ayaa si tartiib tartiib ah kor u dhaafeysa dhammaan dusha koollada ilaa 60 s.
Fikradda muraayadaha isku dhafan ee khafiifka ah ee khafiifka ah ee khafiifka ah iyo kuwa la beddeli karo oo leh wax lagu daro polymer-ka core lagaga hadlay halkan waxaa loogu talagalay in loo isticmaalo wejiyada mustaqbalka. Markaa, baalal-kooxeedyadu waa inay u hoggaansamaan heerarka lagu dabaqi karo oo ay buuxiyaan shuruudaha gobollada xadka adeegga (SLS), xadka xadka ugu dambeeya (ULS) iyo shuruudaha badbaadada. Sidaa darteed, muraayadaha isku dhafan waa inay ahaadaan kuwo badbaado leh, xoog leh, oo adag oo ku filan inay u adkeystaan ​​culeyska (sida culeyska dusha sare) iyada oo aan jabin ama qalloocin xad dhaaf ah. Si loo baaro jawaabta farsamada ee muraayadaha isku dhafan ee muraayadaha dhuuban ee hore loo sameeyay (sida lagu qeexay qaybta Tijaabada Makaanikada), waxaa lagu sameeyay tijaabooyinka culeyska dabaysha sida lagu qeexay qaybta hoose ee soo socota.
Ujeedada baaritaanka jireed waa in la barto sifooyinka farsamada ee muraayadaha isku dhafan ee derbiyada dibadda ee hoos yimaada culeyska dabaysha. Si taas loo gaaro, baalal isku dhafan oo ka kooban 3 mm dhumucdiisuna tahay xaashida dhalada ah ee buuxa iyo 14 mm dhumuc la'aan ah oo la farsameeyey (laga bilaabo PIPG-GF20) ayaa la sameeyay sida kor lagu sharaxay iyadoo la adeegsanayo koollada Henkel Loctite AA 3345 (Jaantus. 7 bidix). )). . Dabaqyada isku dhafan ayaa markaa lagu dhejiyaa qaabka taageerada alwaax oo leh biro bir ah oo lagu dhex maro qaabka alwaax iyo dhinacyada dhismaha ugu weyn. 30 boolal ayaa la dhigay hareeraha wareegga guddiga (eeg xariiqda madow ee bidix ee sawirka 7) si loo soo saaro xaaladaha taageerada tooska ah ee agagaarka wareegga sida ugu dhow ee suurtogalka ah.
Qaabka tijaabada ayaa markaa lagu xidhay gidaarka tijaabada dibadda iyadoo la adeegsanayo cadaadiska dabaysha ama nuugista dabaysha ee gadaasheeda guddi isku dhafan (Jaantus 7, midigta sare). Nidaamka isku xidhka dhijitaalka ah (DIC) ayaa loo isticmaalaa in lagu duubo xogta. Si arrintan loo sameeyo, muraayadda dibadda ee guddiga isku-dhafka ah waxaa lagu daboolay xaashi dhejis ah oo khafiif ah oo ku daabacan qaabka qaylada pearline (Jaantus 7, midigta hoose). DIC waxay isticmaashaa laba kamaradood si ay u duubto booska qaraabada ah ee dhammaan dhibcooyinka cabbiraadda ee dusha muraayadda oo dhan. Laba sawir ilbiriqsikiiba ayaa la duubay oo loo isticmaalay qiimaynta. Cadaadiska qolka, oo ay ku wareegsan yihiin muraayado isku dhafan, ayaa lagu kordhiyaa iyada oo la adeegsanayo marawaxadaha 1000 Pa ilaa qiimaha ugu sarreeya ee 4000 Pa, si heer kasta oo culeys ah loo ilaaliyo 10 ilbiriqsi.
Habaynta jireed ee tijaabada waxa sidoo kale lagu matalay qaab nambareed leh cabbir joomatari isku mid ah. Taas awgeed, barnaamijka nambarada ee Ansys Mechanical ayaa loo isticmaalaa. Qaab dhismeedka xudunta u ah wuxuu ahaa mesh joomatari iyadoo la adeegsanayo SOLID 185 lix geesood oo leh dhinacyo 20 mm dhalo ah iyo SOLID 187 unugyo tetrahedral ah oo leh 3 mm dhinac. Si loo fududeeyo qaabaynta, marxaladdan daraasadda, waxa halkan loo malaynayaa in acrylate-ka la isticmaalay uu yahay mid adag oo dhuuban, waxaana lagu qeexaa inuu yahay xidhiidh adag oo u dhexeeya muraayadda iyo walxaha asaasiga ah.
Qaybaha isku dhafan ayaa lagu hagaajiyaa xariiq toosan oo ka baxsan xudunta, iyo muraayadda muraayadda waxaa lagu dhejiyaa culeyska cadaadiska dusha sare ee 4000 Pa. Inkasta oo joomatari aan toos ahayn ayaa lagu xisaabtamay qaabaynta, kaliya moodooyinka qalabka toosan ayaa loo isticmaalay marxaladdan waxbarasho. Inkasta oo tani ay tahay malo ansax ah oo loogu talagalay jawaab-celinta tooska ah ee muraayadda (E = 70,000 MPa), marka loo eego xaashida xogta soo saaraha ee walxaha asaasiga ah ee polymeric (viscoelastic) [17], qallafsanaanta tooska ah E = 8245 MPa ayaa loo adeegsaday Falanqaynta hadda jirta waa in si adag looga fiirsadaa waxaana lagu baran doonaa cilmi-baarista mustaqbalka.
Natiijooyinka halkan lagu soo bandhigay waxaa inta badan lagu qiimeeyaa qallafsanaanta ugu badan ee dabaysha ilaa 4000 Pa (=ˆ4kN/m2). Taas awgeed, sawirada lagu duubay habka DIC ayaa la barbardhigay natiijooyinka jilitaanka tirada (FEM) (Jaantus. 8, midigta hoose). Halka culayska guud ee 0mm ee ugu fiican oo leh taageero toosan oo “ku habboon” ah ee gobolka cidhifka ah (ie, wareegga guddi) lagu xisaabiyo FEM, barokaca jireed ee gobolka cidhifka waa in la tixgeliyaa marka la qiimaynayo DIC. Tani waxay sabab u tahay dulqaadashada rakibidda iyo qallafsanaanta qaabka tijaabada iyo shaabadiisa. Marka la barbardhigo, celceliska barokaca ee gobolka cidhifyada (xariiqda cad ee jeexan ee Jaantuska 8) ayaa laga jaray barokaca ugu badan ee xarunta guddiga. Barokaca ay go'aamisay DIC iyo FEA waxaa lagu barbardhigay shaxda 1 waxaana lagu muujiyay garaaf ahaan geeska bidix ee sare ee Jaantuska 8.
Afarta heerar ee culeyska la dabaqay ee qaabka tijaabada ah ayaa loo isticmaalay sidii dhibcaha xakamaynta ee qiimeynta laguna qiimeeyay FEM. Barokaca ugu badan ee dhexe ee saxanka isku dhafan ee gobolka aan la rarin waxaa lagu go'aamiyay cabbirada DIC ee heerka culeyska 4000 Pa ee 2.18 mm. Halka barokaca FEA ee culeysyada hoose (ilaa 2000 Pa) ay wali si sax ah u soo saari karto qiyamka tijaabada ah, kororka aan tooska ahayn ee culeysyada sare si sax ah looma xisaabin karo.
Si kastaba ha ahaatee, daraasaduhu waxay muujiyeen in muraayadaha isku dhafan ay u adkeysan karaan culeyska dabaysha oo aad u daran. Qalafsanaanta sare ee muraayadaha khafiifka ah ayaa si gaar ah u taagan. Isticmaalka xisaabinta gorfaynta ee ku salaysan aragtida toosan ee taarikada Kirchhoff [20], qallafsanaanta 2.18 mm ee 4000 Pa waxay u dhigantaa qallafsanaanta saxan quraarad ah oo 12 mm dhumucdiisuna tahay isla xaaladaha xadka. Natiijo ahaan, dhumucda muraayadda (taas oo ah tamar xoog leh oo wax soo saar leh) ee guddigan isku-dhafka ah waxaa lagu dhimi karaa 2 x 3mm galaas, taasoo keentay badbaadinta alaabta 50%. Yaraynta miisaanka guud ee guddigu waxay ku siinaysaa faa'iidooyin dheeraad ah marka la eego isu-ururinta. Halka guddi isku dhafan oo 30kg ah ay si fudud u maamuli karaan laba qof, muraayadda 50 kg ee caadiga ah waxay u baahan tahay taageero farsamo si ay si badbaado leh ugu socoto. Si loo si sax ah u matalo hab-dhaqanka farsamada, qaabab tiro badan oo faahfaahsan ayaa loo baahan doonaa daraasadaha mustaqbalka. Falanqaynta walxaha dhamaadka ah ayaa lagu sii wanaajin karaa moodooyin walxo aan toos ahayn oo aad u balaadhan oo loogu talagalay polymers iyo qaabaynta curaarta dhejiska ah.
Horumarinta iyo hagaajinta hababka dhijitaalka ah ayaa door muhiim ah ka ciyaara horumarinta dhaqaalaha iyo deegaanka ee warshadaha dhismaha. Intaa waxaa dheer, isticmaalka muraayadaha khafiifka ah ee facades waxay ballan-qaadaysaa tamarta iyo kaydinta kheyraadka waxayna furaysaa fursado cusub oo loogu talagalay dhismaha. Si kastaba ha ahaatee, sababtoo ah dhumucda yar ee muraayadda, xalalka naqshadeynta cusub ayaa loo baahan yahay si loo xoojiyo muraayadda. Sidaa darteed, daraasadda lagu soo bandhigay maqaalkani waxay sahamisaa fikradda muraayadaha isku dhafan ee laga sameeyay muraayadaha khafiifka ah iyo kuwa la xoojiyay ee 3D daabacan ee qaababka asaasiga ah ee polymer. Dhammaan habka wax-soo-saarka laga bilaabo nashqadaynta ilaa wax-soo-saarka ayaa la digitiyay oo si toos ah loo habeeyey. Iyada oo la kaashanayo Grasshopper, fayl-ilaa-warshad-shaqo shaqo ayaa la sameeyay si loo suurtageliyo isticmaalka muraayadaha khafiifka ah ee isku dhafan ee muraayadaha mustaqbalka.
Soo saarista tusaalaha ugu horreeya ayaa muujiyay suurtogalnimada iyo caqabadaha soo saarista robotiga. In kasta oo wax-soo-saarka wax-soo-saarka iyo kala-goynta ay horeba si wanaagsan isugu dhex-jireen, arji si otomaatig ah u dhammaystiran oo koollada leh iyo isu-ururinta ayaa si gaar ah keenaya caqabado dheeraad ah oo lagu xallinayo cilmi-baarista mustaqbalka. Iyada oo loo marayo tijaabada farsamada horudhaca ah iyo qaabaynta cilmi baadhista walxaha dhamaadka ah, waxa la muujiyay in muraayadaha muraayadaha khafiifka ah ee khafiifka ah iyo kuwa khafiifka ah ay bixiyaan qalloocin ku filan codsiyada wejigooda, xitaa marka lagu jiro xaaladaha culeyska dabaysha ee aadka u daran. Cilmi-baadhista socota ee qorayaashu waxay sii sahamin doontaa awoodda muraayadaha khafiifka ah ee dhijitaalka ah loo sameeyay ee loogu talagalay codsiyada wejiga waxayna muujin doonaan waxtarkooda.
Qorayaashu waxay jecel yihiin inay u mahadceliyaan dhammaan taageerayaasha la xidhiidha shaqadan cilmi-baarista. Waad ku mahadsan tahay barnaamijka maalgelinta EFRE SAB ee laga maalgeliyay lacagaha Midowga Yurub ee qaabka deeqda No. si loo bixiyo ilo dhaqaale oo loogu talagalay iibsashada manipulator leh qalabka wax-shiidka iyo wax-shiidka. 100537005. Intaa waxaa dheer, AiF-ZIM waxaa loo aqoonsaday inay maalgeliso mashruuca cilmi-baarista ee Glasfur3D (lambarka deeqda ZF4123725WZ9) iyada oo lala kaashanayo Glaswerkstätten Glas Ahne, taas oo siisay taageero weyn shaqadan cilmi-baarista. Ugu dambeyntii, Friedrich Siemens Laboratory iyo la-hawlgalayaasheeda, gaar ahaan Felix Hegewald iyo kaaliyaha ardayga Jonathan Holzerr, waxay qirayaan taageerada farsamada iyo hirgelinta tijaabinta been-abuurka iyo jireed ee aasaaska u ah warqaddan.