سلام، مهمان
07-20-2017، 12:25 AM
چکیده
هدف اصلی این پایان نامه بررسی و مطالعه بر روی آخرین پیشرفت های بشر در زمینه ساخت سریع می باشد .آنچه امروز در محصولات جهان پیشرفته صنعتی بیش از پیش خودنمایی می کند تنوع،سرعت تغییر شکل و نحوه عملکرد آن ها است. بی شک ارزش و اهمیت طرح های تحقیقاتی هنگامی بروز می کند که بتواند نتیجه نوآوری و خلاقیت را با حداقل هزینه و در کوتاهترین زمان ممکن نشان دهد تا در صورت نیاز بتوان آن را اصلاح نمود و محصولی بدست آورد که ضمن برآورده کردن نیازهای بازار بتواند با سایر رقبا نیز رقابت کند.در فصل اول این تحقیق به آشنایی با فناوری نمونه سازی سریع واساس کار پرداخته شده است.در فصل دوم انواع روش های مدل سازی خطی، سطحی وحجمی پرداخته شده است. فصل سوم آشنایی با فرایند فتوپلیمرازاسیون می باشد.در فصل چهارم روش های اصلی و اساسی نمونه سازی سریع بیان شده است.درفصل پنجم طبقه بندی نمونه سازی سریع انجام گرفته است.در فصل ششم به توضیح مراحل فرایند پرداخته شده است.
در فصل هفتم فرایند طراحی مورد بررسی قرار گرفته است.در فصل هشتم به بررسی کاربرد لیزر دراین فرایند پرداخته شده است . در فصل نهم نیز به بررسی یک قطعه کاربردی و نتیجه گیری این تحقیق اختصاص یافته است.
پیش گفتار
اولین نشانه های نمونه سازی سریع را می توان حداقل در دو زمینه تخصصی ساخت نقشه های برجسته از عوارض جغرافیایی[1]و مجسمه سازی با استفاده از عکس های تهیه شده[2] مشاهده نمود . نمونه سازی سریع فرایندی است که در آن یک مدل فیزیکی به صورت مستقیم از یک مدل کامپیوتری تهیه می شود که اولین نمونه یک محصول در ابعاد حقیقی می باشد و اغلب از جنس پلاستیک یا فلز می باشد.
طراحی و ساخت نمونه با استفاده از روش های سنتی ، ممکن است به دلیل زمان بر بودن این فرایندها ماه ها به طول انجامد. اما با کمک نمونه سازی سریع این زمان به حتی کمتر از یک روز نیز قابل کاهش است. آن چه امروز در محصولات جهان پیشرفته صنعتی بیش از پیش خودنمایی می کند تنوع ، سرعت تغییر شکل و نحوه عملکرد آن ها است . بی شک ارزش و اهمیت طرح های تحقیقاتی هنگامی بروز می کند که بتواند نتیجه نوآوری و خلاقیت را با حداقل هزینه و در کوتاهترین زمان ممکن نشان دهد تا در صورت نیاز بتوان آنرا اصلاح نمود و محصولی بدست آورد که ضمن برآورده کردن نیازهای بازار ، بتواند با محصولات مشابه نیز رقابت کند .
شاید یکی از دلایل عدم موفقیت برخی طرح های تحقیقاتی نیز ریشه در عدم تحقق همین امر داشته باشد چرا که به دلیل بالا بودن هزینه های اجرایی و در بسیاری از موارد طولانی بودن آن ها که خود موجب تحمیل هزینه های جانبی دیگر نیز می باشد ، سازمان های تحقیقاتی این جرأت را نمی یابند که تا آخر ، کار را ادامه دهند و اغلب پروژه ها یا اصلاً اجرا نمی شوند و یا نیمه کاره رها می گردند . از این رو ، دستیابی و مجهز شدن به ابزارها و فناوری های پیشرفتۀ ساخت و نمونه سازی فرآورده های جدید ، ضرورتی اساسی برای توسعۀ صنعتی به شمارمی آید .
نمونه سازی سریع یکی از پیشرفته ترین روش های ابداعی است که با استفاده از آن می توان به اهداف فوق رسید. به طوری که به کارگیری این فن آوری گاهی تا 20 برابر کاهش قیمت و 10 برابر کاهش زمان تولید را در پی دارد .
اگرچه این فن آوری نیازی دیرینه برای صنعت به حساب می آید و اندیشه های اولیه در این زمینه از اوایل قرن میلادی گذشته یعنی حدود سال های 1902 آغاز گردید، اما بسیار جوان است و تحقیقات، پیشرفت ها و گسترش این پدیده نوظهور در حدود سال های 89-1388 که اولین دستگاه از نوع SLA(استریولیتوگرافی) توسط شرکت آمریکایی به نام D systems3 به بازار عرضه گردید بسیار سریع و پرشتاب صورت گرفته است.
روش استریوگرافی یکی از روش های تکنولوژی پیشرفته و جدید نمونه سازی سریع می باشد که اساس کار آن بر پلیمریزاسیون(جامد سازی) یک رزین حساس در مقابل تابش اشعه لیزر بنا شده است.
امروزه روش استرلیتوگرافی به عنوان یکی از بهترین شیوه های مدل سازی مورد استفاده می باشد و با پیدایش این تکنولوژی گام های نوینی در ارتقاء صنعت مدل سازی برداشته شد و چشمان کاربران ساخت و تولید را به روش جدیدی از تولید باز نمود.
از مهمترین دلایل نیاز به مدل و نمونه در یک فرآیند تولید می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1-نمایش طرح های جدید در مراکز توزیع و فروش و ارائه نمونه طرحی که قصد ساخت آن را داریم به مشتری.
2-ارائه مدل به قالب سازی و یا دیگر عوامل ساخت و تولید قطعه.
3-انجام تبلیغات و بازاریابی برای یک محصول جدید و در دست ساخت.
4-متقاعد کردن مدیران به سود دهی یک طرح جدید.
5-تأیید کارآیی و عملکرد یک طرح جدید و توسعه یک مجموعه.
با به کارگیری این فرآیند SLA و دیگر فرایندهای نمونه سازی سریع و ساخت نمونه از قطعات مورد نظر آن هم در مدت زمانی بسیار کوتاه نسبت به قبل می توان حداقل از مزایای زیر بهره مند گردید:
-بهینه سازی طراحی محصول
-افزایش کیفیت محصول
-کاهش زمان عرضه محصول به بازار
-کاهش قیمت تمام شده کالا
-افزایش تنوع در محصولات
-افزایش سرعت تغییر شکل و بهینه سازی طرح ها
بنا به دلایل فوق و دلایل بسیار دیگر، از بدو تولد این فن‌آوری تاکنون شاید بیش از هزاران دانشمند و محقق در ده ها دانشگاه، شرکت و سازمان بین المللی توجه خود را بر روی آن معطوف داشته اند و به فعالیت پرداخته اند که این امر موجب ده ها نوع ابداع و اختراع جدید در این زمینه گردیده و صنعت جهانی را متحول ساخته است.
نمونه سازی سریع به یک سری فرآیندهای ساخت گویند که توسط آن ها مدل فیزیکی یک قطعه جامد مستقیماً از روی مدل سه بعدی هندسی آن که توسط داده های اطلاعاتی یک سیستم طراحی که به کمک کامپیوتر ایجاد شده ساخته می شود.
این مدل هندسی سه بعدی ممکن است از روش های زیر ایجاد شده باشد:
با استفاده از نرم افزارهای مدل سازی سه بعدیCAD, MDT, SCAN CT, 3D Digitizer. پس از تهیه مدل سه بعدی هندسی، با تبدیل اطلاعات مذکور به شکل فایل STL در واقع مدل قطعه مورد نظر را با استفاده از مثلث های بسیار کوچک تقریب می زنند تا برای سیستم نمونه سازی سریع قابل دریافت باشد.
سپس مدل جدید را به لایه های نازکی در حدود mm125/0(در روش SLA) برش می زنند و اطلاعات مربوط به این سطوح مقطع را از کامپیوتر به دستگاه نمونه سازی سریع منتقل می کنند تا در آنجا عملیات ساخت لایه ای صورت پذیرد.هندسه اولین لایه به وسیله ی اولین سطح مقطع ایجاد شده توسط کامپیوتر تعریف می شود و سپس آن را به روی صفحه ی کاری قرار می دهند و سایر لایه ها را روی آن بنا می کنند.
این فرآیند تا آنجا تکرار می شود که قطعه ی نمونه تکمیل گردد، قطعه ی حاصل نمونه ای است مناسب برای تیم طراحی تا آن را به دقت و به خوبی بررسی نمایند و اشکالات و معایب آن را چه از نظر هندسی و ابعاد و چه از نظر کارایی بشناسد. همچنین برای بررسی ابعاد قطعاتی که به صورت جذب و روان جا زده می شوند بسیار مناسب است.
فرایند FDM، نمونه سازی با اکسترود مواد رشته ای در کنار یکدیگر و ساخت یک لایه که مقطعی از مدل سه بعدی می باشد، قطعه را تولید می نماید، به گونه ای که ضخامت مذکور با توجه به کاربرد و شرایط کاری توسط کاربر قابل انتخاب می باشد.
دانلود:
کاربر مهمان نمی‌تواند مطالب قیمت‌گذاری شده را خریداری کند. برای خرید مطالب قیمت‌گذاری شده، وارد شوید یا ثبت نام کنید .
هدف اصلی این پایان نامه بررسی و مطالعه بر روی آخرین پیشرفت های بشر در زمینه ساخت سریع می باشد .آنچه امروز در محصولات جهان پیشرفته صنعتی بیش از پیش خودنمایی می کند تنوع،سرعت تغییر شکل و نحوه عملکرد آن ها است. بی شک ارزش و اهمیت طرح های تحقیقاتی هنگامی بروز می کند که بتواند نتیجه نوآوری و خلاقیت را با حداقل هزینه و در کوتاهترین زمان ممکن نشان دهد تا در صورت نیاز بتوان آن را اصلاح نمود و محصولی بدست آورد که ضمن برآورده کردن نیازهای بازار بتواند با سایر رقبا نیز رقابت کند.در فصل اول این تحقیق به آشنایی با فناوری نمونه سازی سریع واساس کار پرداخته شده است.در فصل دوم انواع روش های مدل سازی خطی، سطحی وحجمی پرداخته شده است. فصل سوم آشنایی با فرایند فتوپلیمرازاسیون می باشد.در فصل چهارم روش های اصلی و اساسی نمونه سازی سریع بیان شده است.درفصل پنجم طبقه بندی نمونه سازی سریع انجام گرفته است.در فصل ششم به توضیح مراحل فرایند پرداخته شده است.
در فصل هفتم فرایند طراحی مورد بررسی قرار گرفته است.در فصل هشتم به بررسی کاربرد لیزر دراین فرایند پرداخته شده است . در فصل نهم نیز به بررسی یک قطعه کاربردی و نتیجه گیری این تحقیق اختصاص یافته است.
پیش گفتار
اولین نشانه های نمونه سازی سریع را می توان حداقل در دو زمینه تخصصی ساخت نقشه های برجسته از عوارض جغرافیایی[1]و مجسمه سازی با استفاده از عکس های تهیه شده[2] مشاهده نمود . نمونه سازی سریع فرایندی است که در آن یک مدل فیزیکی به صورت مستقیم از یک مدل کامپیوتری تهیه می شود که اولین نمونه یک محصول در ابعاد حقیقی می باشد و اغلب از جنس پلاستیک یا فلز می باشد.
طراحی و ساخت نمونه با استفاده از روش های سنتی ، ممکن است به دلیل زمان بر بودن این فرایندها ماه ها به طول انجامد. اما با کمک نمونه سازی سریع این زمان به حتی کمتر از یک روز نیز قابل کاهش است. آن چه امروز در محصولات جهان پیشرفته صنعتی بیش از پیش خودنمایی می کند تنوع ، سرعت تغییر شکل و نحوه عملکرد آن ها است . بی شک ارزش و اهمیت طرح های تحقیقاتی هنگامی بروز می کند که بتواند نتیجه نوآوری و خلاقیت را با حداقل هزینه و در کوتاهترین زمان ممکن نشان دهد تا در صورت نیاز بتوان آنرا اصلاح نمود و محصولی بدست آورد که ضمن برآورده کردن نیازهای بازار ، بتواند با محصولات مشابه نیز رقابت کند .
شاید یکی از دلایل عدم موفقیت برخی طرح های تحقیقاتی نیز ریشه در عدم تحقق همین امر داشته باشد چرا که به دلیل بالا بودن هزینه های اجرایی و در بسیاری از موارد طولانی بودن آن ها که خود موجب تحمیل هزینه های جانبی دیگر نیز می باشد ، سازمان های تحقیقاتی این جرأت را نمی یابند که تا آخر ، کار را ادامه دهند و اغلب پروژه ها یا اصلاً اجرا نمی شوند و یا نیمه کاره رها می گردند . از این رو ، دستیابی و مجهز شدن به ابزارها و فناوری های پیشرفتۀ ساخت و نمونه سازی فرآورده های جدید ، ضرورتی اساسی برای توسعۀ صنعتی به شمارمی آید .
نمونه سازی سریع یکی از پیشرفته ترین روش های ابداعی است که با استفاده از آن می توان به اهداف فوق رسید. به طوری که به کارگیری این فن آوری گاهی تا 20 برابر کاهش قیمت و 10 برابر کاهش زمان تولید را در پی دارد .
اگرچه این فن آوری نیازی دیرینه برای صنعت به حساب می آید و اندیشه های اولیه در این زمینه از اوایل قرن میلادی گذشته یعنی حدود سال های 1902 آغاز گردید، اما بسیار جوان است و تحقیقات، پیشرفت ها و گسترش این پدیده نوظهور در حدود سال های 89-1388 که اولین دستگاه از نوع SLA(استریولیتوگرافی) توسط شرکت آمریکایی به نام D systems3 به بازار عرضه گردید بسیار سریع و پرشتاب صورت گرفته است.
روش استریوگرافی یکی از روش های تکنولوژی پیشرفته و جدید نمونه سازی سریع می باشد که اساس کار آن بر پلیمریزاسیون(جامد سازی) یک رزین حساس در مقابل تابش اشعه لیزر بنا شده است.
امروزه روش استرلیتوگرافی به عنوان یکی از بهترین شیوه های مدل سازی مورد استفاده می باشد و با پیدایش این تکنولوژی گام های نوینی در ارتقاء صنعت مدل سازی برداشته شد و چشمان کاربران ساخت و تولید را به روش جدیدی از تولید باز نمود.
از مهمترین دلایل نیاز به مدل و نمونه در یک فرآیند تولید می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1-نمایش طرح های جدید در مراکز توزیع و فروش و ارائه نمونه طرحی که قصد ساخت آن را داریم به مشتری.
2-ارائه مدل به قالب سازی و یا دیگر عوامل ساخت و تولید قطعه.
3-انجام تبلیغات و بازاریابی برای یک محصول جدید و در دست ساخت.
4-متقاعد کردن مدیران به سود دهی یک طرح جدید.
5-تأیید کارآیی و عملکرد یک طرح جدید و توسعه یک مجموعه.
با به کارگیری این فرآیند SLA و دیگر فرایندهای نمونه سازی سریع و ساخت نمونه از قطعات مورد نظر آن هم در مدت زمانی بسیار کوتاه نسبت به قبل می توان حداقل از مزایای زیر بهره مند گردید:
-بهینه سازی طراحی محصول
-افزایش کیفیت محصول
-کاهش زمان عرضه محصول به بازار
-کاهش قیمت تمام شده کالا
-افزایش تنوع در محصولات
-افزایش سرعت تغییر شکل و بهینه سازی طرح ها
بنا به دلایل فوق و دلایل بسیار دیگر، از بدو تولد این فن‌آوری تاکنون شاید بیش از هزاران دانشمند و محقق در ده ها دانشگاه، شرکت و سازمان بین المللی توجه خود را بر روی آن معطوف داشته اند و به فعالیت پرداخته اند که این امر موجب ده ها نوع ابداع و اختراع جدید در این زمینه گردیده و صنعت جهانی را متحول ساخته است.
نمونه سازی سریع به یک سری فرآیندهای ساخت گویند که توسط آن ها مدل فیزیکی یک قطعه جامد مستقیماً از روی مدل سه بعدی هندسی آن که توسط داده های اطلاعاتی یک سیستم طراحی که به کمک کامپیوتر ایجاد شده ساخته می شود.
این مدل هندسی سه بعدی ممکن است از روش های زیر ایجاد شده باشد:
با استفاده از نرم افزارهای مدل سازی سه بعدیCAD, MDT, SCAN CT, 3D Digitizer. پس از تهیه مدل سه بعدی هندسی، با تبدیل اطلاعات مذکور به شکل فایل STL در واقع مدل قطعه مورد نظر را با استفاده از مثلث های بسیار کوچک تقریب می زنند تا برای سیستم نمونه سازی سریع قابل دریافت باشد.
سپس مدل جدید را به لایه های نازکی در حدود mm125/0(در روش SLA) برش می زنند و اطلاعات مربوط به این سطوح مقطع را از کامپیوتر به دستگاه نمونه سازی سریع منتقل می کنند تا در آنجا عملیات ساخت لایه ای صورت پذیرد.هندسه اولین لایه به وسیله ی اولین سطح مقطع ایجاد شده توسط کامپیوتر تعریف می شود و سپس آن را به روی صفحه ی کاری قرار می دهند و سایر لایه ها را روی آن بنا می کنند.
این فرآیند تا آنجا تکرار می شود که قطعه ی نمونه تکمیل گردد، قطعه ی حاصل نمونه ای است مناسب برای تیم طراحی تا آن را به دقت و به خوبی بررسی نمایند و اشکالات و معایب آن را چه از نظر هندسی و ابعاد و چه از نظر کارایی بشناسد. همچنین برای بررسی ابعاد قطعاتی که به صورت جذب و روان جا زده می شوند بسیار مناسب است.
فرایند FDM، نمونه سازی با اکسترود مواد رشته ای در کنار یکدیگر و ساخت یک لایه که مقطعی از مدل سه بعدی می باشد، قطعه را تولید می نماید، به گونه ای که ضخامت مذکور با توجه به کاربرد و شرایط کاری توسط کاربر قابل انتخاب می باشد.
دانلود:
