الخوارزميات وجعل التكنولوجيا الجديدة أسرع وأرخص
الخوارزميات وجعل التكنولوجيا الجديدة أسرع وأرخص
تقدمت آلات التصنيع الإضافي (AM) بمرور الوقت، ومع ذلك غالبًا ما تتخلف البرامج الضرورية للآلات الجديدة.
للمساعدة في التخفيف من هذه المشكلة، صمم باحثو ولاية بنسلفانيا برنامجًا آليًا لتخطيط العمليات لتوفير المال والوقت وموارد التصميم. تم تصميم الآلات الأحدث خماسية المحاور للتحرك خطيًا على طول مستوى x و y و z والتدوير بين المستويات للسماح للآلة بتغيير اتجاه الكائن.
تعد هذه الآلات بمثابة تقدم في الآلات التقليدية ثلاثية المحاور التي تفتقر إلى إمكانات الدوران وتتطلب هياكل داعمة. يمكن أن تؤدي هذه الآلة إلى توفير كبير في التكلفة والوقت ؛ ومع ذلك، تفتقر AM ذات المحاور الخمسة إلى نفس تخطيط التصميم والأتمتة التي تمتلكها الآلات ثلاثية المحاور.
هذا هو المكان الذي يصبح فيه إنشاء برامج التخطيط أمرًا بالغ الأهمية. قال Xinyi Xiao، الحاصل على دكتوراه صيف 2020 في الهندسة الصناعية في ولاية بنسلفانيا، وهو الآن أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية والتصنيعية في جامعة ميامي في أوهايو: “إن خمسة محاور AM هي منطقة شابة ، والبرامج ليست موجودة بعد”. “بشكل أساسي، طورنا منهجية لتعيين التصاميم تلقائيًا من CAD – التصميم بمساعدة الكمبيوتر – البرنامج إلى AM للمساعدة في قطع الخطوات غير الضرورية. يمكنك توفير المال عن طريق قضاء وقت أقل في صنع القطعة وأيضًا باستخدام مواد أقل من دعم ثلاثي المحاور الهياكل.”
أجرت Xiao هذا العمل كجزء من برنامج الدكتوراه الخاص بها في قسم Penn State Harold و Inge Marcus للهندسة الصناعية والتصنيعية تحت إشراف Sanjay Joshi، أستاذ الهندسة الصناعية. نُشر بحثهم في مجلة Journal of Additive Manufacturing. قال جوشي: “نريد أتمتة عملية اتخاذ القرار لتصنيع التصميمات للوصول إلى” الضغط على زر التصنيع الإضافي “. “فكرة البرنامج هي جعل AM ذات المحاور الخمسة مؤتمتة بالكامل دون الحاجة إلى عمل يدوي أو إعادة تصميم منتج.
أتت Xinyi إلي عندما احتاجت إلى إرشادات أو كانت لديها أسئلة، لكنها في النهاية احتفظت بالمفتاح.” تحدد خوارزمية البرنامج تلقائيًا أقسام الجزء وتوجهات الأقسام. من هذا، يحدد البرنامج متى سيتم طباعة كل قسم، وفي أي اتجاه ضمن تسلسل الطباعة. من خلال عملية التحلل ، تتلخص هندسة الجزء في أقسام فردية، كل منها قابل للطباعة بدون هياكل داعمة. نظرًا لتصنيع كل قطعة بالترتيب، يمكن للآلة الدوران عبر محاورها لإعادة توجيه الجزء ومواصلة الطباعة. قارنه Xiao بالعمل مع مكعبات بناء Lego.
يمكن أن تساعد الخوارزمية في إبلاغ خطة عملية المصمم لتصنيع جزء. يتيح للمصممين فرصًا لإجراء تصحيحات أو تغيير التصميم قبل الطباعة ، مما قد يؤثر بشكل إيجابي على التكلفة. يمكن للخوارزمية أيضًا إبلاغ المصمم بمدى جدوى إنشاء جزء باستخدام التصنيع بدون دعم. قال جوشي: “باستخدام الخوارزمية، لا تحتاج حقًا إلى الخبرة من المستخدم لأنها موجودة في البرنامج”. “يمكن أن تساعد الأتمتة في تجربة مجموعة من السيناريوهات المختلفة بسرعة كبيرة قبل إنشاء أي شيء على الجهاز.” قالت شياو إنها تنوي مواصلة هذا البحث لأن بعض مجالات التطبيق الرئيسية لهذه التكنولوجيا هي الفضاء والسيارات.
قال شياو: “المكونات المعدنية الكبيرة، باستخدام التصنيع التقليدي للإضافات، يمكن أن تستغرق أيامًا وتهدر الكثير من المواد باستخدام الهياكل الداعمة”. “التصنيع الإضافي قوي جدًا، ويمكنه صنع الكثير من الأشياء نظرًا لمرونته ؛ ومع ذلك ، فإن له أيضًا عيوبه. لا يزال هناك المزيد من العمل الذي يتعين القيام به.”
يمكن قراءة المزيد من الابتكارات والاختراعات المختلفة من خلال الضغط هنا
للاطلاع على المزيد من المواضيع وأبرز المقالات عبر موقع سجلات الأردن اضغط هنا