سیستم نمونه برای انتخاب مقدماتی

یک پایگاه اطلاعاتی از انواع دستگاه ها و قابلیت های آنها مورد مطالعه قرار می گیرد که مجموعه ای از دستگاه هایی را نشان می دهد که نرم افزار مورد توجه قرار خواهد داد. این نرم افزار از بررسی کیفی مناسب بودن DDM می نماید. با براورد زمان ساخت و هزینه ها، کاربرد قادر به تصمیم گیری یک انتخاب خواهد شد. همچنین می‌توانید برای دیدن دستگاه‌های پرینتر سه  بعدی به لینک مربوطه مراجعه نمایید.
برای استفاده از AMSelect، کاربر ابتدا اطلاعاتی درباره پروژه تولید را وارد می کند که شامل میزان تولید ( قطعات هر هفته )، هزینه نهایی قطعه، زمان مورد انتظار برای تولید یک قطعه و عمر مفید یک قطعه می باشد. بعد از اینکه کاربر اطاعاتی درباره قطعه تولیدی و ویژگی های مورد نظر آن وارد کرد، به سوالاتی درباره اینکه چگونه کاربرد آن ممکن است از قابلیت های خاص فرایندهای AM بهره ببرد، پاخ می دهد. در این نسخه از نرم افزار، سوالاتی در مورد مشابهت شکل قطعه در راستای حجم تولید، پیچیدگی هندسی قطعه، میزان استحکام قطعه در مقایسه با طراحی برای فرایند های متعارف تولید و زمان تحویل قطعه پاسخ داده می شود. براساس پاسخ ها، نرم افزار در عبارات کلی درباره احتمال اینکه فرایندهای AM برای استفاده کاربران مناسب باشد، پاسخ می دهد. اگر کاربر راضی شود که کاربردهایش برای DDM مناسب است، سپس می - تواند با بررسی کمیتی بیشتری از دستگاه AM به کارش ادامه دهد.
نرم افزار AMSelect، کاربر را قادر به کشف قابلیت های دستگاه های مختلف AM برای کاربردهایشان می کند. AMSelect ابتدا براساس مواد، پرداخت نهایی، دقت و حداقل اندازه ترکیبات مورد نیاز، دستگاه های امکانپذیر را از دیگر دستگاه ها جدا می کند. کاربر می تواند از هر دو مجموعه دستگاه های امکانپذیر و غیرممکن انتخاب کند که کدام یک می تواند در اهداف مقایسه ای مفید واقع شود.

اگر کاربر بخواهد چیدمان قطعه را در محفظه ساخت دستگاه ببیند، می تواند بعد از انتخاب دستگاه مورد نظر، دکمه نمایش را بزنند.

در آخرین مرحله اصلی AMSelect، دکمه ارزیابی می تواند برای ارزیابی زمان ساخت برای ساخت برای سطح قطعات و هزینه هر قطعه انتخاب شود. این ارزیابی ها می توانند به صورت خاص برای مقایسه کاربرد تکنولوژی ها و دستگاه ها مفید واقع شوند.در رابطه با سرعت ساخت عدم اطمینان قابل توجهی وجود داردبنابرای مبنای کلی زمان ساخت براساس گسترده ای از سرعت اسکن، تاخیر زمانی، سرعت پوشش مجدد و غیره محاسبه می گردد و هزینه های قطعه درون هزینه های دستگاه، مواد، کارایی و نگهداری سرشکن می شود.
زمان های طولانی ساخت لزوما باعث هزینه بالای قطعه نمی شوند، بخصوص اگر چندین قطعه بتوانند به یکباره ساخته شوند. دستگاه های SLA iPro 8000، SLS sPro 230 و FDM Fortus900mc برای سکویی که پر از قطعه است دارای زمان ساخت مشابهی است، اما هزینه های قطعه برای دستگاه sPro 230 در مقایسه با دستگاه SLA iPro خیلی کمتر است، زیرا در یک زمان قطعات بیشتری می توانند ساخته شوند. از طرف دیگر، دستگاهSLA Viper Si2 تقریبا به اندازه سکوی ساخت خود زمان می برد اما قطعات آن بسیار گران هستند زیرا دستگاه Viper در شیوه ای با وضوح بالا قطعات را می سازد( تصور تو کار)و قطعات اندکی نیز می توانند بر روی سطح نسبتا کوچک آن، قرار گیرند.

حفظ پایگاه داده های AMSelect می تواند مشکل زا باشد، زیرا قابلیت های دستگاه ممکن است به روز شود، هزینه ها ممکن است کاهش یابد و دستگاه های جدیدی توسعه پیدا کنند. AMSelect به کاربر امکان می دهد تا اصطلاحاتی را در پایگاه اطلاعاتی چه با اصلاح دستگاه های موجود یا با ایجاد دستگاه های جدید، بوجود آورد.
با توجه به این نتایج، کاربر می تواند انتخابی از دستگاه های AM را انجام دهد تا بتواند بیشتر آنها را بررسی کند.این تصمیم گیری ممکن است براساس هزینه قطعه باشد. اما کاربر باید تمام اطلاعات مربوطه را در نظر بگیرد. به خاطر داشته باشید که دستگاه هایSinterstaion برای این کاربرد مناسب نبودند( به خاطر اندازه ترکیبات مورد نیاز، گرچه نشان داده نشده بود). به این دلیل بود که Sintrstation در ستون غیرممکن ها قرار گرفته است. با این نتایج، کاربر می تواند مشخص کند که با توجه به جریمه های مالی احتمالی و بالقوه آیا تمایلی به کاهش هزینه برای رسیدن به اعاد مورد نظر خواهد داشت خیر.از این رو، سناریوهای سنجش می تواند با AMSelect بررسی شود.

در حقیقت، ابزاری مانند AMSelect می توانند توسط فروشندگان ماشین ها برای بررسی توسعه یک محصول جدید مورد استفاده قرار بگیرد. آنها می توانند با اضافه کردن یک اطلاعات ماشین به پایگاه اطلاعات با ویژگی های مورد نظر، یک ماشین جدیدبسازند. با مقایسه ماشین های موجود با ماشین های موجود از نظر زمان ساخت و هزینه های قطعه، آنرا از نظر کمیتی تست نمایند.

برنامه ریزی و کنترل تولید

این بخش نوع سوم از تصمیم گیری انتخاب که در بخش مقدمه آمده بود را نشان می دهد که با عنوان حمایت برای برنامه ریزی فرایند نامیده می شود. این نوع احتمالا مربوط به فعالیت های دفتر خدماتی (SBs) می باشد، که شامل سازمان های داخلی در شرکت های تولیدی است که از یک یا چند دستگاه و فرایندهای AM استفاده می کنند.SB ممکن است دستگاه و موادی که قطعه را می سازند را بشناسد، اما در بیشتر شرایط، قطعه به صورت مجزا در نظر گرفته نمی شود. وقتی هر قطعه جدید به برنامه ریز فرایند در SB داده می شود، این احتمال وجود داردکه او در حال ساخت تعدادی از قطعات باشد. سیستم نرم افزار حمایت از تصمیم گیری ممکن است در نگهداری مسیر و بهبود استفاده ازدستگاه، مفید واقع شود.
فرایندی را تصور کنید که در زمان عرضه یک قطعه جدید برای ساخت به SB بوجود می آید. در کل، اطلاعاتی که به برنامه ریز فرایند داده می شود، شامل موارد زیر است؛
• هندسه قطعه
• تعداد قطعات
• ارسال تاریخ یا برنامه برای گروه های قطعات
• انجام پردازش هایی به غیر از AM ( پیش پردازش و پس پردازش)
• انتظارات کاربر ( دقت، میزان پرداخت نهایی و غیره)
با مجهز شدن به این میزان اندک از اطلاعات، امکان شروع ترکیب کار جدید با کارهای موجود و منابع در دسترس وجود دارد.

برنامه ریزی تولید

چندین تصمیم گیری مرتبط باید در اوایل فرایند گرفته شود. یک فرایند و دستگاه مناسب AM باید از میان این امکانات تعیین گردد.این کار احتمالا در طول مرحله گفته شده قبل از اینکه مشتری SB را انتخاب کند، انجام می شود. بعد از انجام این کار، موجودیت دستگاه AM باید مورد توجه قرار بگیرد. اگر SB بیش از یک دستگاه مناسب داشته باشد، باید مشخص شود که کدام دستگاه مورد استفاده از چندین دستگاه، SB باید تضمین کند که تمام دستگاه های انتخاب شده می توانند نتایج قابل تکراری را بوجود آورند، که همیشه اینگونه نیست. در غیر این صورت، به کالیبراسیون های طولانی مدت احتمالی نیاز هست تا ثبات کیفیت نیاز هست تا ثبات قطعه را در تمام دستگاه های مورد استفاده، تضمین کنند.
برای اینکه مجموعه قطعات در زمان مورد نظر تولید شوند نیاز به اجرای سیستم زمان بندی کار می باشد. اگر منبع کافی در اختیار نباشد ممکن است برای ایجاد ظرفیت اضافی نیاز به سرمایه گذاری وجود داشته باشد، که در این حالت وجود سناریو انتخاب دستگاه را الزامی می سازد. بدین ترتیب، اگر مسائل اقتصادی سرمایه گذاری های بیشتر دستگاه مورد سوال واقع شود، SB می تواند خدمات SB های دیگر را داشته باشد.

پیش پردازش

پیش پردازش به معنای اجرای نرم افزاری می باشد.این کار در فایلی انجام خواهد شد که هندسه قطعه را توصیف می کند. چنین عملکردی می تواند به صورت کلی به دو زمینه تقسیم شود، اصلاح طراحی و تعیین شاخص های ساخت.
اصلاح طراحی ممکن است به دو دلیل مورد نیاز باشد. اول، جزئیات قطعه ممکن است نیاز داشته باشد تا باویژگی های فرایند تطبیق داده شوند.برای مثال، در زمانیکه کار ساخت در فرایندهای بسیاری انجام می شود، ممکن است لازم باشد تا برای افزایش محاسبات فاصله فضای خالی در ساخت، قطر شفت یا پین کاهش یا افزایش یابد، زیرابیشتر فرایندها از نظر مواد ایمن هستند( یعنی مختصات خیلی بزرگ می شوند). دوما، مدل ها ممکن است در صورتیکه فایل STEP، IGES، AMF یا STL مشکلاتی مانند از دست دادن سه گوش ها، سطوحی با جهتگیری اشتباه و موارد مشابه را پیدا کنند، نیاز به تعمیر داشته باشند.

تعیین شاخص های ساخت کاملا به فرایند AM که مورد استفاده قرار می گیرد مربوط است. این کار شامل انتخاب جهت گیری قطعه، ایجاد حمایت، تنظیم شیوه ساخت، انتخاب ضخامت لایه و تنظیم دما می باشد. در کل، این کار یک فرایند بسیار سریع است یا برای تنظیم، زمان قابل پیش بینی را خواهد گرفت. این فرایند می تواند در این موقعیت و برای انواع خاصی از دستگاه ها، بسیار زمان برباشد.این کار معمولا با زمان هایی که انتظارات کاربردقیقا با بالاترین محدودیت - های مشخصه یک دستگاه ( دقت بالا، قدرت ساخت، اوایل زمان تحویل و غیره)مواجه می - شود، تطبیق دارد. تحت چنین شرایطی، کاربر بایدزمان و توجه بیشتری را صرف تنظیم شاخص ها نماید. نرم افزار حمایت از تصمیم گیری باید برنامه ریز فرایند آگاه سازد که تحت چه شرایطی این اتفاق ممکن است بیفتد و منابع را به درستی تعیین نماید.

ساخت قطعه

برای بعضی از فرایندها، مثل اکستروژن مواد یا LENS، این مورد که قطعات یکی بعد از دیگری ساخته شوند(گروه 1) یا قطعات در یک مجموع جمع می شوند، زیاد مسئله مهمی نیست. به هرحال، بیشتر فرایندها مشخصا در رابطه با این عامل، تغییر خواهند کرد. این مورد ممکن است به خاطر زمان آماده سازی مشخص قبل از وقوع فرایندهای ساخت ( مثل حرارت بستر پودر در PBF )، یا به خاطر تاخیر مشخص بین لایه ها باشد. در مورد آخر، مشخص است که برای به حداقل رساندن زمان کلی ساخت برای بیشتر قطعات، مجموع تعداد لایه ها باید تا حد ممکن پایین باشد.
عامل دیگری جهت گیری قطعه است. مشهور است که به دلیل ویژگی های ناهمسانگردی که بوسیله بیشتر فرایندهای AM ایجاد می شود، قطعات معمولا در یک جهت در مقایسه با یکدیگر ساخته خواهند شد. این کار ممکن است در زمان سازمان دهی تولید گروهی قطعات، مشکلاتی را ایجاد کند. این مسئله که با جهت گیری قطعات، آنها دقیقا در حجم کار تنظیم می شوند، لزوما به معنای بهینه سازی کیفیت ساخت یا بالعکس نمی باشد. برای آن دستگاه هایی که باید از ساپورت استراکچر ها در طول فرایند ساخت اسفاده کنند، این کار یک مشکل اضافی را هم در شرایط زمان ساخت ( تعیین زمان ساخت ساپورت استراکچرها برای جهت گیری های مختلف ) و هم برای زمان پس پردازش ( برداشتن ساپورت ها) ایجاد می کند. بسیاری از محققان مباحثی را در مورد این وضعیت دشوارمطرح کرده اند.

انچه معمولا برای برنامه ریز فرایند معنا پیدا می کند، مسئله سازش است. مصالحه معمولا برای یرنامه ریزفرایند یک مسئله غیرمعمول نیست، در حقیقت، این یک ویژگی متعارف است اما میزان انعطاف پذیری که توسط بسیاری از دستگاه های AM ایجاد می شود این مسئله را به صورت یک مشکل جالب در می آورد. فقط به این خاطر که دستگاه های AM به صورت ثابت مورد استفاده قرار می گیرد به این معنا نیست که کارایی موثری هم دارد.

پس پردازش

تمام قطعات AM تا حدی به پس پردازش احتیاج دارند. در قطعات ارزان قیمت، این کار ممکن است به برداشتن ساپورت ها یا پودر اضافی برای آنهایی که صرفا به اصطلاحات سریع و ساده احتیاج دارند، نیاز داشته باشد. در محصولات گران قیمت، فرایند AM ممکن است در کل فرایند زمان بسیاری را به خود اختصاص هد. قطعات ممکن است به میزان زیادی از کارهای دستی تخصصی در شرایط آماده سازی و پوشش نیاز داشته باشند. متناوبا، قطعه AM ممکن است یک مرحله در فرایند ابزارسازی سریع و پیچیده باشد که به مراحل دستی و ماشینی بسیاری احتیاج دارد. تمام این موارد می تواند از یک دستگاه مرجع مشابه نشات بگیرد. حتی می تواند به صورت یک فرایند تکراری شامل تمامی مراحل بالا در مرحله های مختلف در یک چرخه توسعه ای براساس اطلاعات مشابه قطعه CAD باشد.

خلاصه

مشخص است که فقط برنامه ریز فرایند که درک دقیقی از نقش های قطعات AM دارد قادر خواهد بود تا از منابع به صورت موثر و مفیدی استفاده نماید.حتی ممکن است انجام مطمئن این کار که شامل تعداد زیادی از متغیرهاست، مشکل باشد. یک سیستم نرم افزاری برای کمک در این کار مشکل، می تواند یک ابزار بسیار ارزشمند باشد.

مشکلات باز

بعضی از اظهارات خلاصه و مشکلات بازی که انگیزه ادامه تحقیقات را بوجود می آورد در اینجا ارائه شده اند :
• شیوه ها و سیستم های انتخاب به خوبی اطلاعاتی هستند که برای ارائه پیشنهاد مورد استفاده قرار می گیرند. نگهداری به روز و دقیق دستگاه و پایگاه اطلاعاتی مواد احتمالا یک مشکل همیشگی خواهد بود. پایگاه اطلاعاتی مرکزی و استانداردو فعالیت های آزمایشی به کم کردن این مشکل کمک خواهند کرد.
• مشتریان (افرادی که خواهان ساخت قطعات هستند ) دامنه وسیعی از کارایی و نیاز را برای قطعات مطرح می کنند. طرح کردن بهتر این نیازها در جهت تسهیل تصمیم گیری انتخاب مورد نیاز است. شیوه های پیشرفته برای بدست آوردن و مدلسازی اولویت های کاربران نیز مورد توجه می باشد.
• دامنه وسیع زنجیره فرایند تولید، در رابطه با دامنه وسیع کاربردها قرار دارد که در ساخت قطعات مورد استفاده قرار می گیرد. برای مواردی که چندین قطعه یا محصول ( 100-10 ) مورد نیاز است یا وقتی باید نمونه های اولیه پیچیده ای ساخته شوند، به روش بهتر و کامل تر تولید، ارزیابی و انتخاب زنجیره های فرایند احتیاج هست.یک نمونه از این مورد آخر، نمونه کاربردی اولیه از یک محصول جدید است که شامل سیستم های فرعی الکترونیکی و مکانیکی می باشد. احتمالا برای ساخت هر قطعه یا مدلسازی آن، گزینه های مختلفی وجود دارد.
• معمولا، ترکیب شیوه های انتخاب، با پایگاه های اطلاعاتی و شیوه های بررسی زنجیره فرایند می تواند خیلی مفید باشد.
• به شیوه هایی نیاز هست که پیچیدگی موجود در انواع مختلف متغیرهای فرایند و تفاوت - های جزئی تکنولوژی های AM را پوشش دهد. این کار بخصوص برای کاربران مبتدی دستگاه های AM یا حتی برای کاربران مطلعی که در محیط های تولیدی کار می کنند نیز بسیار مهم است. متناوبا، کاربران مطلعباید در زمان روبرو شدن با ساختارهای مشکل، به تمام متغیرهای موجود در فرایند دسترسی داشته باشند.
• شیوه های بهتری مورد نیاز هست تا به کاربران امکان بدهد تا سنجش ( مصالحه ) بین اهداف ساخت را بررسی کرده و تنظیماتی از دستگاه را پیدا کنند که آنها را قادر به رسیدن به اهدافشان می سازد. این شیوه ها باید در انواع مختلف دستگاه ها و مواد AM مورد استفاده قرار بگیرند.

سخن تکمیلی

آنچه در میان مشتریان تکنولوژی تولید افزایشی رواج دارد.ابزاری که در زمان مواجهه با محدودیت یا عبور از آنها، می توانند بسیار مفید باشند.به علاوه، این ابزار باید راهنمایی را ایجاد کنند که به کاربران در تعیینتنظیماتی از فرایند که احتمالا بهترین نتایج را می دهند، کمک می کند. تهیه تخمین کیفیت قطعه ( مثلا، جزئیات اندازه واقعی قطعه در مقابل اندازه مورد نظر، پرداخت نهایی مورد نظر از سطح و غیره ) نیز می تواند مفید باشد.  همچنین می‌توانید برای دیدن مدل‌های بیشتر دستگاه‌های اسکنر سه بعدی به لینک مربوطه مراجعه نمایید.