Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thuật toán xác định và tối ưu hóa hướng lát nhanh cho lỗi thể tích thấp nhất trong chế tạo mẫu nhanh
Tóm tắt
Chế tạo mẫu nhanh tạo ra các nguyên mẫu vật lý từ các mô hình thiết kế ba chiều bằng cách sử dụng quy trình thêm lớp. Nhằm giảm thiểu lỗi thể tích không thể tránh khỏi phát sinh trong giai đoạn cắt mô hình, điều này ảnh hưởng đến độ chính xác hình dạng của thực thể được chế tạo, một phương án xác định nhanh hướng cắt tối ưu cho lỗi thể tích thấp nhất được đề xuất. Công việc này phân tích hiệu ứng bậc thang giữa hai lớp liên tiếp, sau đó suy ra công thức tính toán trực tiếp độ lệch thể tích của toàn bộ mô hình. Giới thiệu thuật ngữ 'phương pháp trọng số theo diện tích' để thể hiện tác động quan trọng của diện tích mặt phẳng lên lỗi thể tích và chuyển đổi vấn đề xác định hướng tối ưu thành vấn đề hồi quy tuyến tính với độ lệch tuyệt đối thấp nhất. Sử dụng phân tích thành phần chính trên tập hợp trọng số theo diện tích để đạt được hướng xấp xỉ một cách hiệu quả, sau đó tối ưu hóa giải pháp thông qua một vài tìm kiếm trong không gian hướng lân cận. Độ tin cậy và hiệu quả của thuật toán được đánh giá qua một vài ví dụ. Kết quả cho thấy rằng thuật toán được đề xuất tiêu tốn ít hơn 32% khối lượng công việc tính toán và thu được hướng cắt tối ưu một cách thích nghi.
Từ khóa
#chế tạo mẫu nhanh #cắt mô hình #lỗi thể tích #tối ưu hóa hướng lát #hồi quy tuyến tínhTài liệu tham khảo
Chua CK, Leong KF, Lim CS (2010) Rapid prototyping: principles and applications. World Scientific, Singapore
Wong KV, Hernandez A (2012) A review of additive manufacturing. ISRN Mech Eng 2012:10. doi:10.5402/2012/208760
Mahindru DV, Mahendru P (2013) Review of rapid prototyping-technology for the future. Global J Comput Sci Technol 13(4):26–37
Earls A, Baya V (2014) The road ahead for 3-D printers. PwC Network. http://www.pwc.com/technologyforecast. Accessed 22 Nov 2014
Stereolithography interface specification (1988) 3D system Inc, USA
Jamieson R, Hacker H (1995) Direct slicing of CAD models for rapid prototyping. Rapid Prototyp J 1(2):4–12
Dolenc A, Mäkelä I (1994) Slicing procedures for layered manufacturing techniques. Comput Aided Des 26(2):119–126
Sahatoo DR, Chowdary BV, Ali FF, Bhatti R (2008) Slicing issues in CAD translation to STL in rapid prototyping. Paper presented at the The IAJC-IJME International Conference on Engineering & Technology Music City Sheraton Nashville, TN, USA, 17–19 November 2008
Alexander P, Allen S, Dutta D (1998) Part orientation and build cost determination in layered manufacturing. Comput Aided Des 30(5):343–356
Danjou S, Köhler P (2009) Determination of optimal build direction for different rapid prototyping applications. In: Proceedings of the 14th European Forum on Rapid Prototyping
Hur J, Lee K (1998) The development of a CAD environment to determine the preferred build-up direction for layered manufacturing. Int J Adv Manuf Technol 14(4):247–254
Masood S, Rattanawong W, Iovenitti P (2000) Part build orientations based on volumetric error in fused deposition modelling. Int J Adv Manuf Technol 16(3):162–168
Masood SH, Rattanawong W (2002) A generic part orientation system based on volumetric error in rapid prototyping. J Adv Manuf Technol 19(3):209–216
Lin F, Sun W, Yan Y (2001) Optimization with minimum process error for layered manufacturing fabrication. Rapid Prototyp J 7(2):73–82
Ahn D, Kim H, Lee S (2009) Surface roughness prediction using measured data and interpolation in layered manufacturing. J Mater Process Technol 209(2):664–671. doi:10.1016/j.jmatprotec.2008.02.050
Ahn D, Kweon JH, Kwon S, Song J, Lee S (2009) Representation of surface roughness in fused deposition modeling. J Mater Process Technol 209(15-16):5593–5600. doi:10.1016/j.jmatprotec.2009.05.016
Boschetto A, Giordano V, Veniali F (2012) Modelling micro geometrical profiles in fused deposition process. Int J Adv Manuf Technol 61(9-12):945–956. doi:10.1007/s00170-011-3744-1
Boschetto A, Giordano V, Veniali F (2013) 3D roughness profile model in fused deposition modelling. Rapid Prototyp J 19(4):240–252. doi:10.1108/13552541311323254
Ahari H (2013) Optimization of slicing direction in laminated tooling for volume deviation reduction. Assem Autom 33(2):139–148. doi:10.1108/01445151311306645
Thrimurthulu K, Pandey PM, Reddy NV (2004) Optimum part deposition orientation in fused deposition modeling, vol 44, pp 585–594. doi:10.1016/j.ijmachtools.2003.12.004
Byun HS, Lee KH (2006) Determination of the optimal build direction for different rapid prototyping processes using multi-criterion decision making. Robot Cim-Int Manuf 22(1):69–80. doi:10.1016/j.rcim.2005.03.001
Vijay P, Danaiah P, Rajesh K (2011) Critical parameters effecting the rapid prototyping surface finish. J Mech Eng Autom 1(1):17–20
Canellidis V, Giannatsis J, Dedoussis V (2009) Genetic-algorithm-based multi-objective optimization of the build orientation in stereolithography. Int J Adv Manuf Technol 45(7-8):714–730
Raut S, Jatti VS, Khedkar NK, Singh T (2014) Investigation of the effect of built orientation on mechanical properties and total cost of FDM parts. Procedia Materials Science 6:1625–1630
Vidaurre D, Bielza C, Larrañaga P (2013) A survey of L1 regression. Int Stat Rev 81(3):361–387
Chen K, Ying ZL, Zhang H, Zhao LC (2008) Analysis of least absolute deviation. Biometrika 95(1):107–122. doi:10.1093/biomet/asm082
Shlens J (2014) A tutorial on principal component analysis. Cornell University Library. http://arxiv.org/pdf/1404.1100.pdf. Accessed 28 Sep 2014