بخشی از مقاله
روشهای نمونه سازی و قالب سازی سریع بر مبنای CAD/CAM
استفاده از CAD/CAM دقت ماشین را جایگزین حواس انسان می کند.این امر موجب بررسیهای دقیق و همه جانبه تولیدات شده است که سرانجام آنها توسط نیروی انسانی بسیار مشکل یا غیر ممکن است. افزایش کارآیی و بهره وری مهندسی بسیاری از استفاده کنندگان را بر آن می دارد تا در تجهیز کارخانه های خود و خرید سیستمهای CAD/CAM هزینه زیادی را صرف کنند. معمولاً سیستمهای مناسب با نحوه تاسیس مطلوب در طی سالهای هزینه های اولیه را جبران می نماید.
تاریخچه CAD/CAM
همانطور که از نام CAD/CAM پیداست این شاخه از علم کامپیوتر ها عجین شده و در واقع پیشرفت آن مرهون پیشرفت سریع و قدرتمندتر شدن کامپیوترها می باشد. پس از انقلاب کشاورزی و انقلاب صنعتی سومین حادثه مهم در زندگی بشر انقلاب انفورماتیک بود که به نوبه ی خود در دیگر ارکان زندگی تاثیر فراوانی گذاشت، به صورتی که امروزه تقریباً هیچ پررژه صنعتی مهمی بدون
کامپیوتر قابل انجام نیست. از اواخر دهه ی 50 میلادی با قوی شدن کامپیوتر ها در ظرفیت ذخیره اطلاعات و سرعت عمل آنها کاربرد آنها در پروژه مهندسی به طور وسیعی رو به فزونی نهاد.
از طرفی با نگاهی به روند رشد صنعت و تاریخچه آن متوجه می شدیم که نیازهای این بخش نیز در هر زمتنی متفاوت بوده به طوری که در دهه 60 هدف این بوده که «چگونه بیشتر انجام دهیم» و در دهه 70 «چگونه ارزانتر انجام دهیم» و در دهه 80 «چگونه بهتر انجام دهیم» و در دهه 90 «چگونه
سریعتر انجام دهیم» از اینرو نیازها و صنعت و توانایی های رو به افزایش کامپیوتر باعث شد که «طرحی به کمک کامپیوتر » (CAD) و « تولید به کمک کامپیوتر (CAM) به سرعت در صنایع مهندسی به خاطر توانایی آن در افزودن «بهره وری» مقبولیت یابد.
همانطور که نام (CAD/CAM) نشان می دهد تعریف کوتاهی از آن به صورت زیر است: استفاده از کامپیوترها به منظور کمک به فرایند طراحی و تولید در واقع CAD/CAM عبارت است از کاربرد کامپیوترها جهت تولید قطعات مهندسی که از دفتر نقاشی کشی شروع شده و به دپارتمان تولید، به کارگاه ماشین، به دپارتمان کنترل کی فیت و در نهایت به انبار قطعات ساخته شده ختم می گردد. تکنولوژی CAD/CAM روش موثری ، صحیح و رضایت بخش را برای طراحی و تولید محصول با کیفیت عالی بیان می کند و شامل دو بخش جداگانه به نام های زیر می باشد:
1 ) CAM یا تولید به کمک کامپیوتر
2 ) CAD یا طراحی به کمک کامپیوتر
در طی 30 سال گذشته این دو شاخه به طور مستقیم رشد کردند اما امروزه هر دوی آنها با هم تحت عنوان سیستم های CAD/CAM یکپارچه شده اند و کلیه عملیات طراحی و تولید می تواند در یک سیستم واحد مورد نظرات و کنترل قرار گیرد.
طراحی به کمک کامپیوتر اصولاً بر مبنای گرافیک کامپیوتر نیز مجموعه ای از محاسبات پیچیده
ریاضی است که توسط کامپیوتر در سرعت بسیار بالا قابل پردازش است. گرافیک کامپیوتری در سال 1950 در دانشگاه آمریکا پایه ریزی شده و برای اولین بار بر روی کامپیوتر Whirwind به شکل ساده نمایش داده شد. به تدریج با پیشرفت ساخت نرم افزار امکانات جدیدتری در زمینه گرافیک به وجود آمد و نتیجه آن CAD بود. در ابتدا از سیستم های CAD به عنوان پایگاه های نقشه کشی استفاده می شد اما امروزه کارهای مافوق نقشه کشی در این ایستگاهها انجام می شود به صورتی که برخی از سیستم ها دارای قابلیت تحلیلی و انجام عملیات مهندسی CAE نیز هستند.
برای نمونه نرم افزار هایی وجود دارد که با روش المانهای محدود می تواند قطعات را از نظر مسائل تنش، حررات و مسائل مکانیکی مورد تجزیه و تحلیل قرار دهند. برای مسائل می تواند نحوه تزریق یک قالب پلاستیکی را قبل از شروع تولید بر روی کامپیوتر مشاهده کرد و محل جوش سرد یا حفره های هوایی یا نحوه خک شدن قالب پلاستیک را کاملاً پیش بینی نمود یا می توان مشاهده نمود که بیشتری تنش در چه نقطه ای از شاتون قرار دارد و در صورت نیاز چه ناحیه ای از آن باید تقویت شود.
و اما در مورد تاریخچه تولید توسط کامپیوتر باید گفت که این شاخه اساساً با ظهور کنترل عددی یا NC مطرح شد. در اواخر دهه ی 40 شخصی به نام john T.parsons روش خاصی با استفاده از کارتهای سوراخدار با کاربرد تا اطلاعات مختصاتی حرکت ماشین برای کنترل ماشین ابزار به آن فرستاده شد و به این شکل ماشینهای NC شروع به پیشرفت نمودند.
در اواخر دهه ی 50 نیروی هوای آمریکا با پرداخت مبلغ زیادی به دانشگاه MT سفارش یک برنامه را داد که بتواند برای تعریف حرکات هندسی ابزار در ماشین های کنترل عددی به کار گرفته شود.
پیشرفت های اولیه CAM عمدتاً در حوزه کنترل عددی تمرکز داشته است و حتی تا سالهای اخی
ر نیز فرامین و دستورهای NC توسط دست انسان تولید و تصحیح می شود. اما امروزه سیستم های CAM می تواند برنامه های NC را با درجه بالا از دقت و صحت تولید کند و مسیر ابزار را همزمان بلا تولید برای بررسی مراحل ساخت روی صفحه نمایش کامپیوتر نشان دهند.
در تشریح تاریخچه CAD/CAM (طراحی به کمک کامپیوتر (Computer Aided Design = CAD) و
تولید به کمک کامپیوتر (Computer Aided Manufacturing = CAM) شاید بتوان شروع مسئله را به حوالی سالهای 1950 ارتباط داد. به طور مثال یکی از پروژه های اولیه اما مهم در این مورد در انستیو تکنولوژی ماساچوست در زمینه گرافیک کامپیوتری بود که به توسعه زبان برنامه نویسی می پرداخت. در حوالی دهه 60 هدف برنامه ها این بود که ارتباطی بین نرم افزارهای طراحی و ماشینهای ابزار ایجاد نمایند تا بتوان از طریق حذف کارهای تکراری کار اپراتور را کم و مهارت او را
افزایش دهند. اما در این زمان اعتماد کم وسرعت اندک و هزینه های بالا، استفاده از کامپیوترهای دیجیتالی را برای چنین هدفی غیرممکن می ساخت. در این زمان برنامه ها به روی کارتهای سوراخدار که به صورت دستی تهیه می شد جای می گرفتند. تا اینکه بعد از 15 سال وقتی
پیشرفت تکنولوژی، کامپیوترهای کوچک تر ، سریعتر و ارزانتر را همراه با نرم افزارهای درحال توسعه در اختیار همگان قرار داد، رویای کامپیوتری کردن فرایند طراحی و تولید به واقعیت پیوست . بدینسان Computer Aided متولد گردید و توسط صنایع مختلف مثل خودرو و هوافشا جذب گردید. اکنون بعد از گذشت سالها، تکنولوژی به قدرتی اعجاب انگیز در زمینه صنعت ساخت و تولید تبدیل گشته است و نقش کامپیوتر در این میان غیرقابل انکار می باشد. از جمله وظایفی که کامپیوترها در این صنعت ایفا می کنند می توان به موارد زیر اشاره کرد :
- قدرت انجام کارهای گرافیکی و انیمیشن سازی
- سرعت بالای محاسبات
- ظرفیت بالای ذخیره اطلاعات و سازماندهی آنها و دسترسی سریع به آن
- قابلیت کنترل و هدایت ماشین آلات به طور خودکار در نتیجه کنترل آسانتر و با قابلیت اطمینان بالا
- قابلیت انجام فرآیند طراحی وبرنامه ریزی در مکانهای مختلف و انتقال آن از طریق شبکه اینترنت
- ایجاد مرتبه ای از هوش مصنوعی و به کارگیری آن در فعالیتهای طراحی و ساخت
- قدرت انجام محاسبات ریاضی حجیم و خسته کننده و کاهش خطای انسانی
و اما اساس کار نرم افزارهای CAD/CAM امروزی بدین صورت می باشد:
ابتدا یک مدل مناسب سه بعدی با تمامی اجزاء و خصوصیات سطوح آن، توسط نرم افزاهای CAD همچون Solidwork , Mechanical Desktop با دقت بالا طراحی و ساخته می شود. این مدل سازی می تواند بر روی فایل های خروجی از دستگاههای CMM یا اسکن سه بعدی قطعات باشد و یا بصورت دستی توسط اپراطور نرم افزار تهیه گردد . در این قسمدت اگر قطعات از روش مهندسی معکوس مدل شده باشند و نقشه ای از آنا نداشته با شیم، نقشه هایی با فرمت های مختلف و دقت های بی نظیر با استانداردهای دلخواه استخراج می گردد. برای مثال این مبحث در قسمتDrawing از نرم افزار Pro/E قرار دارد. در مرحلۀ بعدی قطعاتی که از چندین قسمت مجزا تشکیل شده اند و هر کدام از قسمتها مانند روش بالا مدل گردیده اند بر روی هم مونتاژ می گردند و اینجاست که دقت طراح مشخص می گردد و هر گونه نقض و عدم انطباقی که بین قطعات یا قالبها وجود داشته باشند به روشنی مشخص می گردد و طراح قبل از عملیات ساخت و تولید و صرف هزینه ها با مشکل احتمالی قطعه یا روبرو شده و بی درنگ شروع به رفع آن می نماید. اینمبحث در صنعت CAD/CAM به نام اسمبلینگ معروف است. تا اینجای کار در فیلید CAD پیش آمدیم اما در ادامه باید وارد مبحث CAM گردیم. CAM عبارتست از انتخاب یکی از راهکار ها و مراحل ساخت معین تولید به وسیلۀ کامپیوتر که جهت ساخت بهینۀ یک قطعه وجود دارد. این راهکارها توسط نرم افزار اختصاصی گوناگونی قابل دسترسی می باشد. در واقع این مبحث مراحل ساخت و ماشین کاری قطعه طراحی شده در قسمت CAM صورت می پذیرد. در این مرحله از ساخت،یعنی CAM، گام های گوناگونی برداشته می شود. در گام اول با بهره گیری از تکنولوژی های جدید و
پیشرفتۀ مدل سازی سریع، یک نمونۀ اولیه از قطعه ساخته می شود. این نمونۀ اولیه نمایانگر تمام خصوصیات و مشکلات احتمالی قطعه خواهد بود. پس از رفع مشکلات احتمالی فایل طراحی شده، مرحلۀ بعدی تولید قالب مربوطه انجام گرفته و در فاز نهایی، تولید انبوه قطعه اجرا می شود. و در مجموع می توان مزایای بهره گیری از CAD/CAM را به صورت زیر خلا صه نمود:
1- کاهش زمان ارائۀ طرح
2- افزایش کیفیت و قابلیت اطمینان در طراحی
3- افزایش دقت در طراحی و ساخت
4- به کار گیری استاندارد ها در طراحی فرایند
5- امکان اییجداد تغییرات در طراحی در کوتاه ترین زمان ممکن
6- بهینه کردن طراحی محصول با استفاده از تجربیات گذشته در قالب نرم افزارهای کامپیوتری برای تجزیه و تحلیل فرایند
بنابراین استفاده از سیستم (CAD/CAM) باعث افزایش بهره وری و سود آوری بیشتر ودر نتیجه ضامن بقای واحد تولیدی در بازار رقابت می باشد.
امروزه این علوم بسیار گسترده شده و قالبیت اجتماع در یک مجمو.ع متمرکز را دارد به صورتی که علم جدید به نام (CAX) وارد عرصۀصنعت شد که می تواند شامل موارد زیر باشد:
CAD : طراحی به کمک کامپیوتر
CAM : تولید به کمک کامپیوتر
CAL : بازرسی به کمک کامپیوتر
CAT : آزمایش به کمک کامپیوتر
CAPP : تدوین فرآیند ساخت به کمک کامپیوتر
CAE : مهندسی به کمک کامپیوتر
مبانی طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)
طراحی به کمک کامپیوتر شامل هر نوع فعالیت طراحی است که برای ایجاد ، تجزیه و تحلیل و یا اصلاح یک طرح مهندسی از کامپیوتر استفاده می کند که مبنای آن گرافیک کامپیوتری است، کاربرد نقش فرد طراحی را ایفا می کند که اطلاعات و فرامین و احضار نرم افزار مطلوب تصویری را روی صفحه ی نمایش ایجاد می کند از لحاظ روش عملیاتی، فرایند طراحی 6 مرحله زیر است :
1 ) تشخیص نیاز : درک اینکه مشکلی وجود دارد و باید برای حل آن اقدام مناسبی صورت گیرد.
2 ) تعریف مسئله : این مرحله مستلزم تعریف مشخصه کاملی محصولی است که باید طراحی گردد. این مشخصه شامی ویژگی های فیزیکی، عملکردی، هزینه، کیفیت و کارآیی عملیاتی است.
3 ) ترکیب
4 ) تجزیه و تحلیل و بهینه سازی : ترکیب و تجزیه و تحلیل بسیار مربوط به یکدیگر بوده و در فرایند طراحی چندین بار تکرار می شوند. قسمتی از کل مجموعه توسط طراح تصور می شود وسپس تجزیه و تحلیل می شود. پس از تجزیه و تحلیل در صورت نیاز دوباره طراحی می شود و این فرایند تکرار می شود تا نهایتاً به طرح بهینه نزدیک می شوم.
5 ) ارزیابی : این مرحله مربوط است به اندازه گیری طرح با توجه به مشخصه های ایجاد شده در مرحله ی تعریف مسئله
6 ) ارائه طرح : آخرین مرحله فرآیند طراحی می باشد که شامل مستند سازی طرح با ابزار هیبی چون نقشه ها، مشخصه های مواد ، لیست های مجموعه و .. است. اساساً مستند سازی نیاز ایجاد پایگاه اطلاعاتی یک طرح است.
مزایای طراحی به کمک کامپیوتر
خلاصه ای از مزایای یک سیستم CAD در لیست زیر آورده شده است.
1 ) بهره وری مهندسی
2 ) کاهش زمان طراحی و تولید
3 ) کاهش تعداد پرسنل حوزه مهندسی در عین حفظ عملکرد دپارتمان مهندسی
4 ) سهولت انجام تغییرات مورد نظر مشتری
5 ) کاهش خطاهای طراحی و تولید
6 ) بهبود طراحی
7 ) تشخیص آسان روابط اجزاء قطعه در مرحله تحلیل
8 ) کمک به آماده سازی مستندات
9 ) بهبود یا بیشتر شدن استانداردهای طراحی
10 ) آماده سازی طرحهای بهتر
مدل سازی
در حقیقت مهمترین توانایی CAD ساخت مدل کامپی.تری است که توسط قسمت مدل ساز نرم افزار ایجاد می شود. یک مدل کامپیوتری یک تصویری از موضوع موردنظر برای طراحی است، که براساس مشخصات دقیق ابعادی و در برخی موارد مشخصات مربوط به جنس و حجم موضوع ایجاد می گردد.
آشنایی با فرمتهای قابل قبول در نرم افزارهای CAM
2 ) فرمت IGES
IGES بر گرفته از عبارت Initial graphics exchange specification می باشد و اولین فرمت انتقال داده در سیستم CAD/CAM می باشد. این فرمت برای منظوری دوگانه استفاده می شود، یکی انتقال داده ها بین سیستم های غیرمشابه و دیگری ارتباط عددی کمپانی ها و فروشندگان سیستم ها، در اصل IGES به عنوان یک فایل ارتباطی برای انتقال داده ها بین دوسیستم ارائه شده بود که این داده ها شامل مدل های مکانیکی نسبتاً ساده نقشه کشی با کمی ارتباطات درونی می باشد.
بعداز تولید اولین نسخه از استاندارد IGES که در ژانویه سال 1980 میلادی توسط کمپانی های بوئینگ و جنرال الکتریک تولید شد نسخه های 4 ، 3 ، 2 و 5 آن نیز در جهت اصلاح و گسترش نسخه اول انتشار یافتند. در نسخه دوم توضیحات فشرده تر شده همچنین این نسخه شامل توسعه های تکنیکی در جهت افزایش قابلیتهای IGES بود. از طرفی در نسخه دوم قابلیت کارکردی اجزاء هندسی افزایش یافته و استفاده از منحنیهای B-spline و نیز Bezier مییسر گردید. نسخه سوم استفاده بیشتر از خصویات نسبت داده شده به اجزاء IGES را برآورده ساخت و در تفسیر مساحت قابلیتهای جدیدی به آن افزوده شد. همچنین توانایی استفاده کننده را جهت استانداردهای کتابخانه ای افزایش داد. از نسخه چهارم بهبعد قابلیتهای جدید افزوده گردید مثلاً قابلیت IGES در مورد مدل های توپر به خصوص روش c – rep افزایش داده شد. نسخه پنجم نیز حجم های مدل شده به روش b – rep را مورد توجه قرار داد.
بنابراین فرمت IGES تفسیر و ترجمه اجزاء شامل انواع مختلفی از توپولوژی (نحوه اتصال گوشه ها، یال ها و سطوح) ، ابعاد (خطی، زاویه دار، منظم)، خطوط مرکزی، نوشته ها، علامت ها و خطوط هاشور، طرح ها (حروف، خط ، رنگ ، لایه ها) و علامتهایی نظیر علائم الکتریکی را شامل می شود. یک سیستم پیشرفته CAM/CAD که دارای قابلیت تبادل داده ها با فرمت IGES است معمولاً دارای دو دستور می باشند، فرمان اول کاربر را قادر به تولید فایل IGES می نماید ودیگری این توانایی را به کاربر می دهد تا فایل IGES موجود را از نرم افزار مبداء به نرم افزار مقصد وارد کند. به عبارتی هر نرم افزاری برای تبادل داده های IGES دارای دو شعبه IGES out , IGES in می باشد نرم افزاری که داده های سیستم CAM/CAD مبداء را به فرمت IGES تبدیل می کند پیش پردازنده نامیده می شود و نرم افزاری که عمل مخالف را انجام می دهد پس پردازنده نام دارد.
3 ) فرمت STL
فرمت استاندارد طراحی شده برای دستگاههای نمونه سازی و قالب سازی سریع با پشتیبانی مدل های حجمی است. به عبارت دیگر فرمت STL یک فرمت باینری یا ASCII می باشد که سطح یک مدل حجمی را که در نرم افزار CAD تولید شده است به صورت المانهای مثلثی تقسیم بندی می کند و به عنوان فرمت ورودی اکثر ماشینهای نمونه سازی سریع به کار می رود. برای هر یک از المانهای مثلثی تعریف شده یک بردار نرمال بر سطح المان به سمت خارج از جسم تعریف می
شود. یکی از ویژگیهای اصلی فرمت STL قابلیت ذخیره سازی مدل مربوطه با اندازه المانهای متفاوت مثلثی می باشد. یعنی برعکس بسیاری از فرمتها که امکان تغییر در مقادیر از پیش تعیین شده آنها (Default) وجود ندارد فرمت STL می تواند قبل از ذخیره سازی قطعه برای مدل در نرم افزار CAD تعریف شود و حتی طراح نحوه المان بندی ناشی از آنرا نیز می تواند رویت نماید. مقاد
یر المانها و اندازه آنها باید به نحوی باشد که برای ساخت مدل در دستگاه نمونه سازی سریع مشکل ساز نباشد. در ذیل به مقایسه دو حالت المان بندی درشت و بسیار ریز در رابطه با نمونه سازی مدل پرداخته شده است.
المان بندی درشت (Coarse)
هرچه اندازه المانهای مربوط به فرمت STL بزرگتر باشد زمان محاسبه و حجم محاسبات کمتر می گردد که این یکی از مزایای انتخاب المانهای درشت میباشد ولی از طرف دیگر با بزرگ کردن الما
نها دقت محاسبات کاهش می یابد و نیز امکان تجزیه و تحلیل المانها در نقاط نوک تیز و حساس ممکن است باعث ایجاد فضای اضافی بین المانهای مثلثی یا حتی تداخل آنها گردد که باعث بروز مشکل در انجام نمونه سازی سریع می گردد. لذا نباید المانها را بیش از اندازه گیری بزرگ تعریف کرد.
المان بندی بسیار ریز
المان بندی بسیار ریز بالطبع باعث تولید المانهای زیادتر گردیده بنابراین، زمان لازم برای تعریف اولیه المان و حتی محاسبات روی مدل نیز افزایش خواهد یافت، ولی دقت محاسبات در این حالت نسبت به المان بندی درشت بالاتر می باشد. در رابطه با این نوع المان بندی در فرمت های STL ذکر این نکته ضروری است که بیشتر لیزرهای مورد استفاده در نمونه سازی سریع دارای فطری بین 1، 0 تا 15، 0 اینچ می باشند لذا اگر اندازه المانها را مثلاً حدود 0001،0 اینچ فرض کنیم عملاً قطعه به روش نمونه سازی سریع قابل تولید نمی باشد. از طرف با ذخیره کردن مدل از طریق المان بندی بسیار ریز حجم اطلاعات گاهی تا پنج برابر مقدار نرمال آن افزایش می یابد بنابراین انتخاب اندازه المان مناسب برای مدلCAD جهت تولید فرمت STL اگر چه امری ساده به نظر می رسد به مراتب مهم بوده و در مراحل بعدی در صورت عدم توجه به آن می تواند مشکل ساز باشد.
روشهای گوناگون مدلسازی سریع(Rapid prototypinq)
1 ) SLA
این روش اولین بار در سال 1988 توسط شرکت 3D معرفی شد. سیستم مربوطه دارای یک برنامه نرم افزاری به نام slicer میباشد که لایه هایی به ضخامت 127، 0 تا005، 0 میلیمتر را تولید میکند. دستگاه SLA شامل یک حمامphoto polymer پلیمر حساس به نور شدید است که هنگام دبر خورد لیزر جامد میشود، سیستمهای مکانیکی در این دستگاه حرکت لیزر در صفحهx / y و محور Z را برای ساخت لایه ها امکانپذیر میکند. در این فرآیند از طریق تابانیدن پرتو لیزر به سطح مقطع
ترسیم شده قطعه در حال ساخت (سطح پلیمر مایع)، آن لایه نازک از پایمر مایع به حالت در میآید هر لایه توسط لیزر جامد میشود تا در نایت قطعه مورد نظر ایجاد شود. حسن این روش اینست که قطعات تو خالی و دارای هندسه بسیار پیچیده را میتوان با آن تولید کرد. یکی از معایب این دستگاه این است که مدل ایجاد شده ترد و شکننده است و تحمل نیروی زیاد را ندارد و اینکه قطعه نمونه ایجاد شده از مواد اصلیقطعه نهایی نمیباشد. از طرف دیگر مدل ایجاد شده به دلیل اینکه لایه به
لایه ایجاد می شود سطوح صاف ایجاد نمی کند بلکه پله می شود که در مرحله بعد عملیات پرداخت کاری باید روی آن انجام گیرد. مدل ایجاد شده را می توان به عنوان مدل اصلی در قالبهای لاستیکی سیلیکونی بکداغر برد تا قطعه ای با سطح صاف و جنسص اصلی داشته باشیم.
به عبارتی در این سیستم، با بکارگیری تابش پرتوی از لیزر بر روی پلیمر مذاب اولین لایه مدل فیزیکی سه بعدی از جنس مواد پلیمری ساخته می شود. مدلهای ساخته شده در مراحل بعد قابلیت چسب کاری، سنگ زنی،سوهان کاری، پولیش کاری و پوششهای رزینی را دارند به همین دلیل احساسی واقعی از حجم و شکل هندسی قطعه به طراح می دهند. علاوه بر این مدل فوق را می توان د مجموعه مونتاژی مورد بررسی و آزمون قرار داد.
یک دستگاه استریولیتوگرافی از داده های مدل CAD که به سطوح مقطع خیلی باریک قاچبندی شده اند استفاده می کند. منبع لیزر، یک لیزر انرژی پائین هلیوم- کادمیوم تولید می کند که در بالای سطح یک پاتیل رزین فتوپلیمر به وسیله یک سیستم نوری که دارای آینه های دینامیک می باشد وبه وسیله کامپیوتر کنترل می شود حرکت داده می شود و به نقاط مورد نظر تابانده می
شود و لیزر مایع فتوپلیمر را به حالت جامد در می آورد. بدینترتیب سطح مقطع تولید شده با دقت بالائی سخت می گردد و سپس یک بیستون، لایه شکل گرفته جدید را پائین می آورد به طوریکه به ضخامت یک لایه پائینتر از سطح رزین قرار بگیرد سطوح مقطع هر کدام به صورت مسلسل وار تولید شده و به لایه پائینتر از خود میچسبد و جسم لایه به لایه تولید می شود لذا در این روش شکل
برداشته می شود و برای کامل شدن فرآیند پلیمریزاسیون، تحت نور ماورإ بنفش (UV) با شدت بالا قرار می گیرد. و سپس مراحل کار روی قطعه به وسیلۀ روشهایی مانند سمباده زدن، ماسه زنی، نقاشی یا رنگ زنی پرداخت انجام خواهد شد.
2- SLS
فرآیند تف جوشی انتخابی لیزری(SLS= Selective laser Sinterinq) یکی
از روشهای قطعه/ قالبسازی سریع می باشد. در این روش از دستگاهی شبیه نمونه سازی سریع لیزری و یک کوره سینترینگ استفاده شده است. با استفاده از داده های سه بعدی مدل CADدر دستگاه قالبسازی لیزری، حفره قالب داز جنس مواد پودر فلز به صورت لایه لایه از طریق تابش پرتو لیزر به نقاط انتخابی لایه پودری، تف جوشی شده و متراکم می شود. مقادیری از پودر فلز به همراه مواد تقویتی یا چسب ( که این مواد تا حد مناسبی قابل بازیافت هستند) و کپسولهای دنیتروژن و هیدروژن نیز مورد نیاز میباشند. پودر مس/ پلی آمید و پودر فولاد ضد زنگ از موادی هستند که برای ساخت حفره با این روش به کار می روند.
قالبهای ساخته شده و یا قطعات ساخته شده با این روش بسیار شکننده هستند لذا در کوره سینترینگ می بایست با فرایندی شبیه فرایند متالوژی پودر به مقاومتی در حا قالب پلاستیک برسند . قلبسازها قبل از این عمای می توانند آخرین تغییرات را قبل از سخت شدن حفره روی آن بدهند. البته تحقیقاتی در جریان است که بتوان بدون استفاده از کوزه به یک باره حفره سخت شده را با روش نمونه سازی سریع به دست آورد.
کلیه مراحل این روش مشابه روش SLA می باشند فقط در این روش به جای Photo Polymer از پودرهای خاصی استفاده می شود که هنگامی که لیزر به آنها تابیده می شود زنتر شده در نهایت جسم صلب ایجاد می شود. پودر در هر لایه از ابتدا تا انتهای کار (Platform) ریخته می شود
سپس با حرکت یک غلتک متحرک که روی سطح پودر ریخته شده حرکت می کند ضخامت پودر در تمام نقاط یکنواخت می شود و بعد توسط لیزر لایه (جاروب) scan می شود . از مدل ایجاد شده می توان هم به عنوان مدل تست مونتاژی و همچنین مدل اصلی Master Model قالبهای رزینی استفاده نمود.
پودرها از جنسهای مختلفی از جمله نایلونها و پلی کربنات و ... می باشند. مدل نمونه ای ایجاد شده بسیار محکم و تقریباً دارای سطح زیر میباشد از طرفی نیاز به پخت نهایی قطعات از معایب این روش است.
از مزایای مهم این روش این است که نیاز به تکیه گاههای اضافی نیست زیرا هنگام زینترینگ باللیزرکل لایه ها در داخا Platform پر از پودر غرق می باشند. مزیت دیگر این فناوری قابلیت استفاده از مواد بسیار متنوع نظیر ترموپلاستها، فلزات و برخی پودرهای صنعتی خاص است. به عنوان مثال قطعاتی که از جنس پلی امید ساخته می شوند از قابلیت تحمل فشار بالایی
برخوردارند و به همین خاطر به عنوان مدل صنعتی بلافاصله استفاده هستند. مدلها و قالبهای ریخته گری در ماسه و اینسرتهای فلزی قالبهای ریخته گری در ماسه و اینسرتهای فلزی قالبهای نمونه سازی نیز از این طریق قابل ساخت می باشند.
اخیراً تحقیقات گسترده های جهت تولید قالبهای بزرگ با استفاده از این روش شروع شده است. گفته می شود که حتی اگر این قالب پس از چند هزار ضرب فرسوده شود، با استفاده از مواد قابل بازیافت همین قالب و با استفاده از مدارک موجود پس از چند روز دوباره می توان قالبی با همان مشخصات ساخت.
