آینده توسعه ساخت نمونه سریع در تولید دیجیتال مستقیم چطور است؟

توسعه ساخت نمونه سریع در تولید دیجیتال مستقیم

سفارشی سازی محصول، یک نمونه از قابلیتهای انعطاف هندسی است. اگر یک محصول به صورت خاص جهت تطبیق با نیازهای یک فرد خاص طراحی شود، می توان آن را سفارشی سازی نامید. تصور کنید که بر اساس ابعادی که مستقیا از دست شما جمع آوری شده قادر به اصلاح تلفن موبایل خود باشید. به صورتی که به شکلی راحت با دست شما تطبیق پیدا کند. سمعکی را تصور کنید که به دلیل اینکه از روی اثر کانال گوش شما ساخته شده دقیقا می تواند در گوشتان قرار بگیرد. چنین چیزهایی فقط با استفاده از AM امکان پذیر هستند، زیرا این شیوه قابلیت ساخت قطعه اختصاصی را مستقیما از مدل دیجیتالی که فقط شامل ویژگی های هندسی هستند را دارد. این الگو ها همچنین اطلاعات بیومتریک جمع آوری شده از یک فرد خاص را هم دارا می باشند.با بهبود های ایجاد شده در تکنولوژی های AM، فاکنور های سرعت، کیفیت، دقت و ویژگی های مواد نیز به شکلی توسعه پیدا کرده اند که توسط آنها نه فقط نمونه های اولیه بلکه مستقیما قطعات با کاربرد نهایی تولید می شوند. واژه تولید سریع و تولید دیجیتالی مستقیم (RM وDDM) جهت استفاده از AM در تولید قطعاتی که به عنوان محصول نهایی استفاده خواهند شد، به شهرت رسیده اند. مطمئنا ما در سال های آتی به استفاده از این تکنولوژی برای ساخت محصولات با حجم پایین یا تولید محصولات خاص با استفاده از تکنولوژی AM خیلی معمولی و پیش پا افتاده شده است. درنهایت خواهیم دید که این دستگاه ها در خانه هم به عنوان به عنوان دستگاه های تولیدی مورد استفاده قرار می گیرند. پس از یادگیری توسعه ساخت نمونه سریع در تولید دیجیتال مستقیم به خوبی روند کار دستگاه پرینتر سه بعدی را خواهید فهمید.

زنجیره کلی فرایند تولید افزایشی

جهت توسعه فرایند محصول که شامل یک ماشین تولید افزایشی می باشد از یک کاربر ماشین جهت انجام ترتیب توالی فعالیت ها نیاز است. دستگاه های چاپ سه بعدی « شخصی» با کاربرد آسان، بر ساده سازی این مجموعه از کارها تاکید دارد. ویژگی خاص این دستگاه ها قرار گرفتن روی میز، قیمت کم، کاربرد آسان و قابلیت قرار گیری در محیط خانه یا دفتر کار با تجربه باشد، نیاز به افرادی با تخصص بیشتر دارد. همچنین چنین دستگاه هایی معمولا در محیط های صنعتی باید با دقت بسیاری نصب و راه اندازی شوند.

در ترتیب توالی این فرایند ما با هشت مرحله اصلی روبرو خواهیم بود :
• مفهمومی سازی و CAD
• تبدیل به STL/AMF
• ستاپ ماشین
• ساخت
• حذف ضایعات و پاکسازی
• پس پردازش قطعه
• کاربرد

روش های دیگری هم برای جداسازی این جریان پردازش وجود دارد که بستگی به دیدگاه و میزان آشنایی شما از تجهیزات دارد. برای مثال اگر شما یک طراح هستید، مراحل بیشتری را در بخش اولیه طراحی کالا خواهید دید. مدل سازان مراحل بیشتری را درپردازش بعد از ساخت یک قطعه در نظر خواهند گرفت. تکنولوژی های مختلف AM، ترتیب توالی این فرایند را به شکل های متفاوتی بررسی می کنند.
بهره گیری از تکنولوژی تولید افزایشی به جای فرایندهای تولید معمولی، مثل ماشین کاری و مدل سازی تزریقی، به طراحان توانایی چشم پوشی از بعضی از محدودیت های تولید را می دهد. به هرحال، شیوه های متداول تولید به عنوان هسته مرکزی تولید محصولات باقی خواهند ماند. از این رو، ما باید تکنولوژی های متدوالی مثل ماشین کاری،که با AM ترکیب شده اند را هم بشناسیم. این مسئله به شکلی خاص با فرایند های تولید فلز با روش AM ارتباط دارد.

هشت مرحله تولید افزایشی

کل تکنولوژی AM شامل مراحلی است که در بالا به آن اشاره شد. که بسته به نوع تکنولوزی استفاده و همینطور طراحی آن قطعه خاص، تغییراتی در آن ایجاد خواهد شد. بعضی از این مراحل کاملا با ماشین انجام خواهد شد و بعضی دیگر خیر.
1-2-3 مرحله 1 : مفهومی سازی و CAD اولین مرحله در فرایند توسعه هر محصول، مواجهه با ایده ظاهر و کارایی کالا خواهد بود. مفهوم سازی می تواند شکل های مختلفی داشته باشد، از توضیح متنی و توصیفی تا طراحی های کلی و مدل های نمونه. اگر از AM استفاده شود، توصیف محصول باید به شکل دیجیتالی باشد تا امکان ساخت مدل فیزیکی را بدهد. زمانی هم ممکن است از تکنولوژی AM فقط برای ساخت نمونه کالا استفاده شود و نه برای محصول نهایی، ولی به هرحال در هر دو صورت، مراحل بسیاری در فرایند تولید و توسعه محصول وجود دارد که نیازمند مدل های دیجیتالی هستند.

وجود تکنولوژی AM مدیون حضور CAD سه بعدی است. درست به محض اینکه ما به توانایی ارائه محصولات حجمی در کامپیوترها دست پیدا کردیم، قادر به توسعه تکنولوژی در محصولات فیزیکی واقعی هم شدیم. در ابتدا، این اصولی بود که تکنولوژی ماشین کاری CNC را بطور کل احاطه نموده بود. در نتیجه AM می تواند به عنوان یک طراحی کامپیوتری مستقیم یا ساده برای فرایندهای تولید کامپیوتری توصیف شود. برخلاف تکنولوژی های CAM/CAD دیگر، بین مراحل تولید و طراحی در مورد AM، هیچ مرحله اضافه ای وجود ندارد.

بر همین اساس فرایند کلی تکنولوژی تولید افزایشی باید با استفاده از اطلاعات CAD سه بعدی شروع شود. شیوه های مختلفی برای ایجاد اطلاعات منبع سه بعدی وجود دارد. توصیف این مدل می تواند به شکل های مختلفی منتهی گردد، بوسیله یک متخصص از طریق یک کاربر رابط، بوسیله یک نرم افزار به عنوان بخشی از یک الگوریتم بهینه سازی خودکار، بوسیله اسکن سه بعدی یک قطعه فیزیکی موجود، یا ترکیبی از تمام این ها. اغلب سیستم های CAD سه بعدی، سیستم های مدلسازی حجمی با مجموعه ای از مدلسازی های سطحی هستند؛ مدلسازی حجمی از ترکیب سطوح با یکدیگر یا از طریق افزودن به ضخامت آنها ساخته می شود. در گذشته، نرم افزار مدلسازی CAD سه بعدی در ساخت مدل های حجمی کاملا بسته مشکلاتی داشت و معمولا این مدل ها برای ناظران غیر حرفه ای به نظر بسته می آمد ولی در حقیقت از نظر ریاضی به این صورت نبود. چنین مدل هایی در هنگام استفاده از شیوه های مختلف تکنولوژی AM و شناخت فاصله ها، با نتایج غیرقابل انتظاری روبرو می شدند.

سخن تکمیلی

امروزه یکی از قابلیت های اکثر ابزار پیشرفته CAD مدلسازی حجمی ایجاد فایل هایی بدون فاصله (مثلا «غیر قابل نفوذ در برابر آب» ) که منجر به ارائه آشکار و هندسی یک قطعه می گردد می باشند. اغلب پکیج های CAD سطح سازی را به عنوان ابزاری برای ساخت مدل های حجمی در اختیار می گیرند که تاثیر این شیوه بر روی یکپارچه سازی داده های حجمی خواهد بود. تهیه آن می تواند درون دستگاه انجام شود، معمولا هر مدل CAD بدون هیچ مشکلی با استفاده از تکنولوژی AM قابل ساخت است. به هرحال، هنوز نسخه های قدیمی و ضعیف نرم افزار CAD وجود دارند که ممکن است منجر به تولید قطعات حجمی کاملا بسته و نتایج غیر قابل اعتمادی شوند. مشکلات این شیوه معمولا وقتی خودش را نشان می دهد که قصد داشته باشیم CAD را به STL تبدیل کنیم. حال که روند کار را به خوبی درک کردید، می‌توانید به خوبی در مقالات بعد روند سیستم اسکنر سه بعدی را نیز درک نمایید.