Например, Бобцов

Алгоритм планирования многомерных траекторий для слайсера 5D-принтера 

Аннотация:

Введение. Представлен алгоритм планирования многомерных траекторий для 5D-принтера. Метод направлен на решение проблем, возникающих при традиционной трехмерной (3D) печати. Стандартные методы 3D-печати с использованием послойного наплавления материала приводят к анизотропии механических свойств, в результате чего прочность изготавливаемого объекта зависит от направления нанесения слоев. Это ограничивает возможности для создания равнопрочных изделий сложной геометрии. Предлагаемый алгоритм позволит достичь равномерного распределения прочностных характеристик объекта за счет оптимизации траекторий печати. Метод. Алгоритм основан на построении траекторий с использованием сферических спиральных слоев. Предлагаемое решение учитывает изменяющиеся параметры печати, такие как высота слоя и толщина линии. Алгоритм адаптируется под различные геометрические формы объекта. Основной особенностью методики является обеспечение изотропии свойств изделия за счет равномерного распределения материала по траекториям. Также алгоритм включает построение нормалей в каждой точке кривой для точного задания направления движения печатающей головки. Используемый подход позволяет избежать стандартных ограничений, характерных для 3D-печати. Основные результаты. Алгоритм протестирован на моделях, имеющих простые и сложные геометрические формы с высоким уровнем кривизны. В ходе компьютерного моделирования проведены эксперименты с различными значениями высоты слоя и толщины линии. Результаты экспериментов позволили оценить влияние этих параметров. Алгоритм продемонстрировал высокую сходимость при разных значениях входных параметров, обеспечивая точное выполнение траекторий независимо от начальных условий. Была выполнена визуализация траекторий и нормалей, что подтвердило правильность направления печати и равномерное нанесение материала. Для удобства дальнейшей работы разработан промежуточный формат представления траекторий, который легко преобразуется в G-коды. Это позволяет подготовить данные для натурных экспериментов, которые будут проведены для оценки эффективности алгоритма в реальных условиях печати. Обсуждение. Алгоритм планирования многомерных траекторий открывает новые возможности для аддитивного производства и позволяет создавать сложные объекты с улучшенными механическими свойствами без необходимости в проектировании дополнительных конструктивных элементов для повышения прочности. Предложенный метод может найти применение в авиастроении, автомобилестроении и медицине, где важны как сложные геометрические формы, так и высокая прочность изделий.

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2025 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО