Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cắt bằng lưỡi nóng EPS foam cho các bề mặt cong đôi—mô phỏng số và thí nghiệm
Tóm tắt
Trong bài báo này, các nghiên cứu thực nghiệm và số học về một quy trình mới được phát triển cắt bằng lưỡi nóng được sử dụng cho việc tạo hình tự do các bề mặt cong đôi và chế tạo mẫu nhanh tiết kiệm chi phí bằng xốp polystyren mở rộng đã được thực hiện. Phần thực nghiệm của nghiên cứu được chia thành hai phần. Phần đầu tiên trình bày một số mẫu cắt quy mô lớn kết hợp giữa các vết cắt thẳng có và không có độ nghiêng được đo từ hướng ngang của vết cắt, trong khi phần thứ hai nghiên cứu các hiện tượng nhiệt trong quá trình dựa trên các phép đo hồng ngoại của công cụ lưỡi nóng được thực hiện qua khảo sát trong quá trình cắt. Một phương pháp đo lường mới để xác định độ rộng khe(có nghĩa là khoảng cách sau khi loại bỏ vật liệu) áp dụng công nghệ quét 3D quang học quy mô lớn có sẵn thương mại đã được phát triển và sử dụng. Một mô hình số nhiệt-điện-cơ một chiều cho Cắt bằng lưỡi nóng, tương tự như mô hình trước đó do Petkov và Hattel (Int J Machine Tools Manuf 107:50–59 2016) đề xuất cho Cắt bằng dây nóng của xốp polystyren, được sử dụng để mô phỏng quá trình và mô tả các ảnh hưởng xảy ra bên trong lưỡi nóng trong các quy trình cắt khác nhau. Các kết quả thu được được trình bày một cách đồ họa và thảo luận liên quan đến mục tiêu đạt được độ chính xác hình học cao hơn trong quy trình Cắt bằng lưỡi nóng.
Từ khóa
#cắt bằng lưỡi nóng #xốp polystyren mở rộng #mô phỏng số #độ chính xác hình học #quy trình cắtTài liệu tham khảo
McKelvey SW, Singer PA, Lillie JH, MacCallium DK (1976) A hot wire device for cutting tissue culture flasks. In Vitro 12:845–846
Khoe GD, Kuyt G (1977) Cutting optical fibers with a hot wire. Electron Lett 13:147–148
Viswanathan A, Jouaneh M, Datseris P, Palm WJ (1996) A manufacturing system for automated production of polystyrene molds. IEEE Robot Autom Mag 3:39–43
Ahn DG, Lee SH, Yang DY (2002) Development of transfer type variable lamination manufacturing (VLM-st) process. Int J Mach Tool Manuf 42:1577–1587
Ahn DG, Lee SH, Yang DY (2002) Investigation into thermal characteristics of linear hotwire cutting system for variable lamination manufacturing (VLM) process by using expandable polystyrene foam. Int J Mach Tools Manuf 42:427–439
Ahn DG, Lee SH, Yang DY (2003) A study on the influence of the sloped cutting angle on kerfwidth and part quality in the hotwire cutting of EPS foam for the VLM-s rapid prototyping process. Int J Mach Tools Manuf 43:1447–1464
Hamade RF, Zeineddine F, Akle B, Smaili A (2005) Modelangelo:a subtractive 5-axis robotic arm for rapid prototyping. Robot Comput Integr Manuf 21:133–144
Brooks HL, Aitchison DR (2010) Force feedback temperature control for hot-tool plastic foam cutting. Proc Inst Mech Eng Part B: J Eng Manuf 224:709–719
Brooks H (2009) Plastic Foam cutting mechanics for rapid prototyping and manufacturing purposes, PhD Dissertation. University of Canterbury, New Zealand
Aitchison DR, Brooks HL, Bain JD, Pons D (2011) Rapid manufacturing facilitation through optimal machining prediction of polystyrene foam. Virt Phys Prototyp 6:41–46
Bain J, Aitchison DR, Kato F, Pearse J, Pons D (2011) Acoustic-feedback current control for thermomechanical cutting of polystyrene foam. NZ Rapid product development conference
Bain J (2011) Thermomechanical hot tool cutting and surface quality in robotic foam sculpting. PhD Dissertation, University of Canterbury, New Zealand
Petkov KP, Hattel JH (2016) A thermo-electro-mechanical simulation model for hot wire cutting of EPS foam. Int J Mach Tools Manuf 107:50–59
Tanaka T, Saito Y (2006) On the mechanism of the hot wire cutting of polystyrene foam. Trans Jpn Soc Mech Eng Part C 72:3383–3389
de Smit B, Broek JJ, Horvth I, Lennings L (2000) Implementation of the freeform thick layered object manufacturing technology (FF-TLOM): a status review. In: Proceedings of the 9th European conference on rapid prototyping and manufacturing, pp 311–321
de Smit B, Broek HJ (2004) Analyzing the cutting process of a heated flexible blade in extruded polystyrene foam. Proc Solid Freeform Fabricat 591–601
de Smit A, Medland AJ, Broek JJ, Kooijman A, Vergeest JSM, Horvth I (2006) Validating algorithms for calculation of the shape of a flexible blade. Int J Mach Tools Manuf 46:890–900
Posthuma A (2007) Development of a novel robotically effected plastic foam sculpting system for rapid prototyping and manufacturing. M.Sc Dissertation. University of Canterbury, New Zealand
Sndergaard A, Feringa J, Nrbjerg T, Steenstrup K, Brander D, Graversen J, Markvorsen S, Brentzen A, Petkov KP, Hattel JH (2016) An industrial approach to cost-effective production of double curved concrete structures. Proc Robot Fabricat Architect 151–164
Mikheyev M (1966) Fundamentals of heat transfer. Peace, Moscow
Petkov KP, Hattel JH Thermo-electrical mathematical model for prediction of Ni-Cr hot-wire temperature in free air and inside small circular cavities. Heat Transfer Eng. doi:10.1080/01457632.2016.1211919
Touloukian YS (1959) Thermodynamics and transport properties of gases and liquids and solids. McGraw-Hill, New York
Ho CY, Chu TK (1977) Report 45 CINDAS. West Lafayette
Lyman T (1961) Metal handbook ASM. Metals Park