DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2017-2(80)-3-10

Візуальна оцінка можливості раціональної орієнтації виробу при пошаровій побудові на установках адитивних технологій

Ярослав Миколайович Гаращенко

Анотація


Представлено розроблену підсистему візуальної оцінки тріангуляційних моделей, що входить до системи технологічної підготовки виготовлення складних виробів адитивними технологіями. Дана комп’ютерна система дозволяє оцінювати технологічність конструкції виробу та аналізувати ефективність його виготовлення з використанням адитивних технологій. Запропоновано виконувати аналіз тріангуляційної моделі складного виробу шляхом колірної візуалізації її відображення на тріангуляційну модель сфери і завдання колірної шкали відповідності досліджуваній характеристиці граней. Умовою відображення на сферу є потрапляння значень кутів нахилу векторів нормалей граней тріангуляційної моделі виробу в сферичній системі координат в область значень певної трикутної грані моделі сфери. Розглянуто приклади оцінки технологічності конструкції на основі аналізу сферичного відображення вихідної 3D моделі виробу. Запропонований підхід дозволяє істотно підвищити рівень інформативності при відпрацюванні конструкції та візуально визначати можливість раціональної орієнтації виробу у робочому просторі установки пошарової побудови.

Ключові слова


адитивні технології; технологічна підготовка; тріангуляційна модель; кольорова візуалізація; оцінка технологічності

Повний текст:

PDF

Посилання


Abdurajymov, L.N. (2012), Povыshenye эffektyvnosty yntegryrovannыh tehnologyj poslojnogo vыrashhyvanyja yzdelyj putem morfologycheskogo analyza yh 3D obraza na эtape podgotovky k materyalyzacyy, dyss. kand. tehn. nauk, spec. 05.02.08, NTU «Hark. pol. yn-t», Har'kov, 264 p.

Vytjazev, Ju.B. (2004), Rasshyrenye tehnologycheskyh vozmozhnostej uskorennogo formoobrazovanyja sposobom stereolytografyy, dyss. kand. tehn. nauk, spec. 05.02.08, Nacyonal'nыj tehnycheskyj unyversytet «Har'kovskyj polytehnycheskyj ynstytut», Har'kov, 228 p.

Vыgodskyj, M.Ja. (2006), Spravochnyk po vыsshej matematyke, AST, Astrel', Moskva, 991 p.

Dobroskok, V.L. and Pogarskyj, A.V. (2014), «Sovershenstvovanye cvetovoj modely HSV dlja reshenyja tehnologycheskyh zadach», Visnyk Kremenchuc'kogo nacional'nogo universytetu im. M.Ostrograds'kogo, Vol. 2 (85), KrNU, Kremenchuk, pp. 85–90.

Dobroskok, V.L., Garashhenko, Ja.N. and Pogarskyj, A.V. (2014), Yspol'zovanye cvetovoj vyzualyzacyy topologycheskyh эlementov modelej v uchebnom processe, Sovremennыe metodы prepodavanyja dlja studentov ynzhenernыh napravlenyj, monografyja, in Dolynyna, O.N. (ed.), SGTU, Saratov, 184 p., pp. 96–104.

Tovazhnjanskyj, L.L., Grabchenko, A.Y., Chernыshov, S.Y. and others (2005), Yntegryrovannыe tehnologyy uskorennogo prototypyrovanyja y yzgotovlenyja, in Tovazhnjanskyj, L.L. and Grabchenko, A.Y. (ed.), OAO «Model' Vselennoj», Har'kov, 224 p.

Cheng, W., Fuh, J.Y.H., Nee, A.Y.C., Wong, Y.S., Loh, H. and Miyazawa, T. (1995), «Multi-objective optimization of part-building orientation in stereolithography», Rapid Prototyping Journal, Vol. l, No. 4, pр. 12–23, available at: http://dx.doi.org/10.1108/13552549510104429

Barnawal, P. (2015), Design and evaluation of feedback system in design for manufacturability, graduate theses and dissertations, spec. 14789, available at: http://lib.dr.iastate.edu/etd/14789

Daekeon A., Hochan, K. and Seokhee, L. (2007), «Fabrication direction optimization to minimize post-machining in layered manufacturing», International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 47, Issues 3–4, pp. 593–606, available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2006.05.004

Gupta, S.K., Das, D., Regli, W.C. and Nau, D.S. (1997), «Automated manufacturability analysis: a survey», Research in Engineering Design, Vol. 9 (3), pp. 168–190, DOI: 10.1007/BF01596601

Hong, S.B. and Kwan, H.L. (2006), «Determination of optimal build direction in rapid prototyping with variable slicing», Int. J. Adv. Manuf. Technol., No. 28, pp. 307–313, DOI: 10.1007/s00170-004-2355-5

Kulkarni, P., Marsan, A. and Dutta, D. (2000), «A Review of Process Planning Techniques in Layered Manufacturing», Rapid Prototyping Journal, Vol. 6 (1), pp. 18–35, DOI: 10.1108/13552540010309859

Kumke, M., Watschke, H. and Vietor, T. (2016), «A new methodological framework for design for additive manufacturing», Virtual and Physical Prototyping, Vol. 11, Iss. 1, pp. 3–19, available at: http://dx.doi.org/10.1080/17452759.2016.1139377

Pandey, P.M., Thrimurtullu, K. and Reddy, N.V. (2004), «Optimal part deposition orientation in FDM by using a multi-criteria Genetic Algorithm», Int. J. of Production Research, Vol. 42, No. 19, pp. 4069–4089, available at: http://dx.doi.org/10.1080/00207540410001708470

Ranjan, R., Samant, R. and Anand, S. (2015), «Design for manufacturability in additive manufacturing using a graph based approach», ASME 2015 International Manufacturing Science and Engineering Conference, American Society of Mechanical Engineers, pp. 1–10, DOI: 10.1115/MSEC2015-9448

Shwe, P.S. (2012), «Quantitative analysis on SLS part curling using EOS P700 machine», Journal of Materials Processing Technology, Vol. 212, pp. 2433–2442, DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2012.06.012

Singhal, S.K., Pandey, A.P., Pandey, P.M. and Nagpal, A.K. (2005), «Optimum part deposition orientation in stereolithography», Computer-Aided Design & Applications, Vol. 2, No. 1–4, pp. 319–328, available at: http://dx.doi.org/10.1080/16864360.2005.10738380

Zhang, Y. and others (2014), «Evaluating the design for additive manufacturing: a process planning perspective», Procedia CIRP, Vol. 21, pp. 144–150, DOI: 10.1016/j.procir.2014.03.179


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Абдурайимов Л.Н. Повышение эффективности интегрированных технологий послойного выращивания изделий путем морфологического анализа их 3D образа на этапе подготовки к материализации : дис. … канд. техн. наук : спец. 05.02.08 / Л.Н. Абдурайимов. – Харьков : НТУ «Харк. пол. ин-т», 2012. – 264 с.
  2. Витязев Ю.Б. Расширение технологических возможностей ускоренного формообразования способом стереолитографии : дис. … канд. техн. наук : спец. 05.02.08 / Ю.Б. Витязев ; Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт». – Харьков, 2004. – 228 с.
  3. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике / М.Я. Выгодский. – М. : АСТ : Астрель, 2006. – 991 с.
  4. Доброскок В.Л. Совершенствование цветовой модели HSV для решения технологических задач / В.Л. Доброскок, А.В. Погарский // Вісник Кременчуцького національного університету ім. М.Остроградського. – Вип. 2 (85). – Кременчук : КрНУ, 2014. – С. 85–90.
  5. Доброскок В.Л. Использование цветовой визуализации топологических элементов моделей в учебном процессе / В.Л. Доброскок, Я.Н. Гаращенко, А.В. Погарский / Современные методы преподавания для студентов инженерных направлений : монография / под общ. ред. О.Н. Долининой. – Саратов : СГТУ, 2014. – 184 с. ; С. 96–104.
  6. Интегрированные технологии ускоренного прототипирования и изготовления / Л.Л. Товажнянский, А.И. Грабченко, С.И. Чернышов и др. ; под ред. Л.Л. Товажнянского, А.И. Грабченко. – Харьков : ОАО «Модель Вселенной», 2005. – 224 с.
  7. Multi-objective optimization of part-building orientation in stereolithography / W.Cheng, J.Y.H. Fuh, A.Y.C. Nee, Y.S. Wong, H.T. Loh, T.Miyazawa // Rapid Prototyping Journal. – 1995. – Vol. l, No. 4. – Pр. 12–23. – Access mode : http://dx.doi.org/10.1108/13552549510104429. 
  8.  Barnawal P. Design and evaluation of feedback system in design for manufacturability : graduate theses and dissertations : spec. 14789 / P.Barnawal. – 2015. – Access mode : http://lib.dr.iastate.edu/etd/14789. 
  9. Daekeon A. Fabrication direction optimization to minimize post-machining in layered manufacturing / A.Daekeon, K.Hochan, L.Seokhee // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – Vol. 47, Issues 3–4. – 2007, march. – Pp. 593–606. – Access mode : http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2006.05.004. 
  10. Automated manufacturability analysis: a survey / S.K. Gupta, D.Das, W.C. Regli, D.S. Nau // Research in Engineering Design. – 1997. – Vol. 9 (3). – Pp. 168–190. DOI: 10.1007/BF01596601. 
  11.  Hong S. Byun Determination of optimal build direction in rapid prototyping with variable slicing / S.Byun Hong, H.Lee Kwan // Int. J. Adv. Manuf. Technol. – 2006. – No. 28. – Pp. 307–313. DOI: 10.1007/s00170-004-2355-5. 
  12.  Kulkarni P. A Review of Process Planning Techniques in Layered Manufacturing / P.Kulkarni, A.Marsan, D.Dutta // Rapid Prototyping Journal. – 2000. – Vol. 6 (1). – Pp. 18–35. DOI: 10.1108/13552540010309859. 
  13.  Kumke M. A new methodological framework for design for additive manufacturing / M.Kumke, H.Watschke, T.Vietor // Virtual and Physical Prototyping. – 2016. – Vol. 11, Iss. 1. – Pp. 3–19. – Access mode : http://dx.doi.org/10.1080/17452759.2016.1139377. 
  14. Pandey P.M. Optimal part deposition orientation in FDM by using a multi-criteria Genetic Algorithm / P.M. Pandey, K.Thrimurtullu, N.V. Reddy // Int. J. of Production Research. – 2004. – Vol. 42, No. 19. – Pp. 4069– 4089. – Access mode : http://dx.doi.org/10.1080/00207540410001708470. 
  15.  Ranjan R. Design for manufacturability in additive manufacturing using a graph based approach / R.Ranjan, R.Samant, S.Anand // ASME 2015 International Manufacturing Science and Engineering Conference / American Society of Mechanical Engineers. – 2015. – Pp. 1–10. DOI: 10.1115/MSEC2015-9448. 
  16.  Shwe P.S. Quantitative analysis on SLS part curling using EOS P700 machine / P.S. Shwe // Journal of Materials Processing Technology. – 2012. – Vol. 212. – Pp. 2433–2442. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2012.06.012. 
  17.  Optimum part deposition orientation in stereolithography / S.K. Singhal, A.P. Pandey, P.M. Pandey, A.K. Nagpal // Computer-Aided Design & Applications. – 2005. – Vol. 2, No. 1–4. – Pp. 319–328. – Access mode : http://dx.doi.org/10.1080/16864360.2005.10738380. 
  18. Evaluating the design for additive manufacturing: a process planning perspective / Y.Zhang et al. // Procedia CIRP. – 2014. – Vol. 21. – Pp. 144–150. DOI: 10.1016/j.procir.2014.03.179. 




Copyright (c) 2017 Ярослав Миколайович Гаращенко

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.