بخشی از مقاله
چکیده
فن آوری نمونهسازی و تولید سریع امکان تولید قطعات و محصولات سفارشی با هندسههای پیچیده را بدون نیاز به هر گونه ابزار تولیدی میسر نمودهاست. این قابلیت بر دستورالعملهایی که مهندسان هنگام طراحی محصول در نظر میگیرند تاثیر به سزایی داشته است . با توجه به اینکه طراحی از بنیادیترین قسمتهای یک پروسه تولیدی به شمارمی رود ، استفاده از کلیه مزایای این روش تولیدی و شناخت محدودیت-های آن می تواند تاثیر قابل توجهی بر کیفیت و هزینه محصولات تولیدی داشته باشد. در این پژوهش یک محصول طراحی و تولید شده به روش تزریق پلاستیک، به طور مجدد بر اساس قابلیتهای تولید به روش نمونهسازی و تولید سریع طراحی گردیده و مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است.
واژههای کلیدی: طراحی سفارشی، نمونه سازی سریع، طراحی برای تولید، تولید سریع، ساخت افزودن
مقدمه
کوتاه نمودن زمان توسعه و تکوین یک محصول از طراحی تا تولید، رمز موفقیت تولیدکنندگان در دنیای رقباتی کنونی به شمار میآید. برای دستیابی به این هدف، امروزه فنآوریهای جدیدی مرسوم به فن آوریهای نمونهسازی و تولید سریع وارد عرصه تولید شدهاند، که به طراحان این امکان را میدهند که طرحها و ایدههای خود را به سرعت تست نموده و بازخورد آن را طی ×فرآیند تولید مشاهده نمایند. مراحل تولید با استفاده از این فن آوریها را میتوان مطابق شکل1 به هشت مرحله تقسیم نمود.[1]مرحله اول ایجاد مدل سه بعدی توسط یک نرمافزار تولید فایل های سه بعدی یا با استفاده از دادههای خروجی از اسکنرهای ام.آر.آی، سی.تی اسکن، اسکنرهای لیزری و یا دستگاههای اندازه گیری نظیر CMMمیباشد.
مرحله بعدی تبدیل فایل سه بعدیبه فرمت STL و پس از آن لایهلایه کردن مدل و استخراج داده و انتقال داده ها به دستگاه میباشد. در این مرحله تنظیمات موردنیاز بر روی دستگاه اعمال شده و عملیات ساخت شروع میگردد. پس از اتمام مراحل ساخت عملیات جداسازی و پردازش نهایی روی قطعه صورت گرفته و در نهایت محصول تولیدی آماده خواهد بود.فرآیندهای نمونهسازی و تولید سریع را میتوان به روشهای مختلفی دستهبندی کرد. یکی از روشهای متداول، دستهبندی برحسب حالت مواد مورد استفاده برای ساخت محصول میباشد. بنابر حالت مواد مصرفی در فرآیندهای نمونهسازی و تولید سریع ، این فرآیندها به سه گروه دستهبندی میشوند :[2]
فرآیندهای بر اساس مواد مصرفی مایع
فرآیندهای بر اساس مواد مصرفی پودر
فرآیندهای بر اساس مواد مصرفی جامد
امروزه کاربرد فرآیندهای نمونهسازی و تولید سریع در شاخههای مختلف از جمله فنیمهندسی، پزشکی، معماری و هنر، ابزارسازی و غیره رو به افزایش بوده و ارزش افزوده قابل توجهی را ایجاد کرده است. با توجه به پیشرفت و توسعه این فنآوریها، نه تنها برای تولید نمونه اولیه بلکه امروزه به منظور تولید محصول نهایی و کاربردی مورد استفاده قرار گرفتهاند. از جمله این کاربردها میتوان به تولید محصولات سفارشی ارشاره نمود که در تعداد اندک، با پیچیدگی هندسی زیاد و همچنین در کمترین زمان ممکن تولید و به بازار عرضه می گردند. به عنوان مثال همان گونه که در شکل.2 مشاهده میشود، یک نمونه چراغ خواب فانتزی با هندسه پیچیده که با استفاده از این روش تولید شده است توسط شرکت متریالایز1به بازار عرضه گردیده است.با توجه به اهمیت کیفیت و هزینه محصولات تولیدی، استفاده از دستوالعملهای کاربردی برای استفاده از کلیه مزایای یک روش تولیدی و همچنین شناخت محدودیتهای روش تولیدی، امکان طراحی محصولات با کیفیت بهتر و هزینه کمتر را به طراحان خواهد داد.
مزایا و قابلیتهای نمونهسازی و تولید سریع
افزایش تعداد قطعات یک محصول احتمال تولید و مونتاژ مطلوب یک محصول را به صورت نمایی کاهش داده و هزینههای تولیدو مونتاژ را افزایش خواهد داد. همچنین باعث کاهش سهولت در امر مونتاژ، افزایش هزینههای جابهجایی و انبارداری نیز میگردد.از این رو، طراحان همواره سعی در کاهش تعداد قطعات و حذف یا کاهش زمان مونتاژ محصولات دارند. رالف بکر و همکارانش
با توجه به مزایای فن آوری نمونهسازی و تولید سریع محصول نشان داده شده در شکل 2-2 و 3-2را با در نظر گرفتن و اعمالرهنمودهای طراحی بر اساس فن آوری نمونهسازی و تولید سریع به گونه ای متفاوت طراحی کردهاند که در شکل 2-2 مشاهده میشود.
در طرح جدید اتصالای نظیر پیچ و مهرهها حذف شده و قطعات در یکدیگرادغام شده و یک قطعه جای چند قطعه را گرفته است به طوری که محصول قابلییت تولید در یک مرحله را داشته باشد..[3]فن آوری نمونهسازی و تولید سریع مشکل تولید لبههای تیز، سوراخهای عمیق، دیوارههای نازک و غیره را تا حد قابل توجهی در مقایسه با روشهای سنتی کاهش داده است. با توجه به اینکه با استفاده از فن آوری نمونهسازی و تولید سریع امکان تولید قطعات به صورت مونتاژ شده نیز وجود دارد در نتیجه افزایش تعداد بر زمان و هزینه تولید تاثیر گذار بوده و همچنین طراح را محدود به استفاده از قطعات استاندارد نخواهد کرد. فن آوری نمونهسازی و تولید سریع امکان تولید قطعات پیچیده، قطعات تو خالی و دارای شبکه متخلخل را نیز به سادگی میسر میسازد .[4]
