مدل‌سازی به کمک کامپیوتر

رده : طراحی خودرو, طراحی صنعتی, وب نوشت
FavoriteLoading / بررسی فهرست ' rel='nofollow'> + افزودن به فهرست / بررسی فهرست

مدل‌سازی به کمک کامپیوتر

مدل‌سازی به کمک کامپیوتر CAM (Computer Aided Manufacturing)


در سال‌های اخیر، تولید محصولات جدید دستخوش تغییرات چشمگیری شده است. از یک طرف، زمان رسیدن به بازارهای محصولات نو به طور پیوسته رو به کاهش است و از طرف دیگر، تنوع طرح‌ها و ایده‌ها بسیار زیاد شده است. بسیاری از شرکت‌ها کوشش می‌کنند تا با به کارگیری روش‌های سریع ساخت و تولید، را به مشتری نزدیک کنند. در این شرایط، شرکت‌ها می‌توانند به سرعت به خواسته‌های در حال تغییر مشتری برای فرآورده‌های موجود، پاسخ دهند و در بازار جهانی در حال رقابتی باقی بمانند.
با نگاهی اجمالی به روند طراحی و تولید فرآورده‌های جدید در دو دهه گذشته، به آسانی می‌توان دریافت که تنوع و پیچیدگی محصولات به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش یافته است. این افزایش به نوبه خود، زمان لازم برای طراحی، ساخت و مونتاژ شدن را افزایش داده است.



دوره‌های نمونه‌سازی
۱- در دوره اول که از اواسط دهه ۱۹۶۰ میلادی آغاز شد. مبنای مدل‌سازی هندسی، نقشه‌کشی دوبعدی بود که مجموعه‌ای از خطوط صاف و منحنی، نمای بیرونی قطعه را نشان می‌داد. نمونه‌سازی در این دوره به صورت دستی و سنتی که از سال‌های پیش رونق داشت، در جریان بود.
۲- در دوره دوم که از اواسط دهه ۱۹۷۰ میلادی آغاز شد، مبنای مدل‌سازی هندسی، نقشه‌کشی سه‌بعدی و مدل‌سازی سطحی بود. در این دوره، CAM با استفاده از مدل‌سازی سطحی میسر شده بود. در نتیجه نمونه‌سازی متحول و ماشین‌کاری با کنترل عددی، نمونه‌سازی مجازی و شبیه‌سازی رایانه‌ای گسترش یافت. از مهم‌ترین خصوصیات این دوره، افزایش پیچیدگی مدل‌ها و از مشکلات آن نیز می‌توان به عدم توانایی در مدل‌سازی هندسی داخل نمونه‌ها اشاره کرد.
۳- در دوره سوم از که اواسط دهه ۱۹۸۰ میلادی آغاز شد، مبنای مدل‌سازی هندسی، الگوی حالت جامد است که در آن با گسترش نرم‌افزارهای کامپیوتری توانایی مدل‌سازی داخل نمونه‌ها به خوبی سطوح خارجی میسر است. در نتیجه، دقت ابعادی در مدل‌سازی افزایش یافته است. با ظهور فناوری نمونه‌سازی سریع در این دوره، چرخه ساخت قطعات با تحولی شگرف روبه‌رو شد.


مزایای نمونه‌سازی سریع
۱- مزایای استراتژیک
• کاهش زمان و هزینه ساخت نمونه
• افزایش سرعت در طراحی
• اعمال سریع اصلاحات
• ایجاد بستر لازم برای ، به روز نگه داشتن محصول و ارائه طرح‌های بدیع
• تسهیل ارتباط بین اعضای گروه‌های مختلف در طراحی، ساخت و فروش
• کاهش زمان طراحی، تولید و ارائه به بازار
۲- مزایای تولید
• ساخت سریع نمونه‌های شاهد
• کاهش سعی و خطا برای ساخت ابزار
• آشکارسازی و رفع مشکلات موجود قبل از ابزارسازی و تولید محصول
• به کارگیری سیستم‌های CAD/CAM و ساخت جامع ابزار تولید
-۳ مزیت در تصمیم‌گیری
• ارزیابی، نظارت، اصلاح و تأیید طرح
• کنترل و هدایت سیستم‌های ساخت ابزار و تولید محصول
• افزایش ارتباط بین گروه‌های مدیریت، طراحی و تولید
نرم‌افزارهای رایج در نمونه‌سازی
تقریباً تمام سیستم‌های CAD امروزی قادر به ارتباط با دستگاه‌های نمونه‌سازی می‌باشند که در بخش آینده به رایچ ترین این نرم افزارها و فایل های مربوط اشاره خواهد شد.


روش‌های مدل‌سازی با کامپیوتر
سیستم‌های مدل‌سازی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
۱- مدل‌سازی سطحی (Surface)
در این روش مدل به کمک مدل سیمی و سپس ایجاد سطح بین سیم‌ها ایجاد می‌شود. این روش به عنوان پایه اکثر نرم‌افزارهای سه‌بعدی به کار می‌رود. این روش دارای مشکلاتی ناشی از اتصال سطوح به هم دارد که در ماشین‌های ساخت قابل صرف نظر می‌باشند، ولی در مسیر حرکت ماشین‌های مدل‌سازی، سبب ایجاد اشکال می‌شود.
۲- مدل توپر (Solid)
در این روش، مدل با مقطع دو بعدی و کشش یا چرخش آن ساخته می‌شود. یا مدل با ترکیب احجام هندسی اولیه مانند مکعب، استوانه، مخروط، کره و گوه ساخته می‌شود.
دستگاه‌های مدل‌سازی کامپیوتری (CAM)
مهم‌ترین دستگاه‌های ساخت مدل عبارتند از:
۱- دستگاه CNC
۲- دستگاه Rapid Prototyping


ماشین های CNC
CNC یا “Computer Numerical Control” که در ایران ماشین ها CNC نامیده می شوند، در زبان فارسی، به طور دقیق، ماشین های کنترل عددی ترجمه می شوند.
وظیفه اصلی ماشین CNC تغییر در اندازه قطعات، فرم آنها، پرداخت کاری قطعات با یک یا چند عمل برش با تنظیم رنده تراش بر اساس کدهای داده شده به دستگاه است. با سوار کردن وسائل و دستگاه‌های یدکی روی ماشینهای تراش دامنه فعالیت آنها گسترش بیشتری پیدا می کند. به طوری که می‌توان به وسیله آنها عملیات مختلفی انجام داد. به طور مثال با قرار دادن ابزارهایی مانند قلاویز و مته عملیاتی چون قلاویززنی و سوراخکاری روی ماشین تراش بسادگی انجام پذیر می‌باشد.
ماشین های CNC به دو شکل می باشند:
۱- ماشین تراش دستی
۲- ماشین تراش با کنترل کامپیوتری CNC

امروزه در صنعت خودرو سازی از نوع دستگاه کنترل کامپیوتری برای ساخت مدل های خودرو نیز استفاده می شود. به این شکل که فایل سطح بدنه خودرو به دستگاه داده شده و خروجی مدلی از خودرو با ماده قرار گرفته زیر دستگاه و در ابعاد درخواستی می باشد.


نمونه سازی سریع
Rapid Prototyping
پیدایش فناوری های نوین ساخت، انقلاب بزرگی در صنعت جهانی ایجاد نموده. به شکلی که مشکلات موجود در ساخت قطعات پیچیده، از میان برداشته شده و زمان اجرای پروژه ها به شکل قابل احساسی کاهش یافته. این در حالی است که بازار تجارت جهانی و پدیده جهانی شدن، رقابت بین صنعتگران را به عرصه جهانی کشانده و با انبوهی از فرصت ها و چالش ها مواجه ساخته است. در این بین به کار گیری روش های سنتی که سالها در دسترس بوده اند، قدرت پاسخ گویی به نیازهای امروز را نداشته و بخصوص در عرصه تولید محصولات کیفی در زمان کوتاه، با کاستی های فراوانی روبرو خواهد بود.
روش کار ماشین های نمونه سازی سریع با هم متفاوت است اما مبنای کار، روش ساخت لایه به لایه به صورت افزایشی می باشد.


انواع روش های نمونه سازی سریع
در ادامه به اشاره نام های برخی از روش های نمونه سازی سریع و توضیح مختصر این روش ها می پردازیم.

۱٫ استریولیتوگرافی (SLA)
در این روش ماده تشکیل دهنده نوعی رزین اپوکسی می باشد که در داخل جعبه مخصوصی قرار گرفته و صفحه مشبکی با ارتفاع حدود ۱/۰ میلی متر، زیر این مایع قرار می گیرد. سپس بر اساس فایل با فرمت STL، اشعه UV به مایع تابیده شده و باعث انجماد این رزین می گردد. این رعمل تکرار گشته و صفحه مشبک به تناوب پایین رفته تا حجم بر روی صفحه شکل پذیرد.

۲٫ تف جوشی انتخابی لیزری (SLS)
این روش از مهم ترین تکنولوژی های ساخت سریع نمونه از روی داده های کامپیوتری می باشد. در این روش مدل کامپیوتری با فرمت STL در لایه های مختلف برش داده می شود. سپس پودر “پلی آمید” بر روی سطح میز کار دستگاه، توسط غلتک مخصوص توزیع می گردد. در مرحله بعد، تابش لیزر روی پودر موجب ذوب شدن و چسبیده شدن انتخابی ذرات پودر به هم و تشکیل یک لایه می گردد. با پایین آمدن سطح میز و تکرار این فرآیند، فرم قطعه به مرور شکل می گیرد.

۳٫ Poly Jet
این نوع مدل سازی، مشابه روش SLA می باشد. با این تفاوت که نوع رزین اکریلیک بوده و رزین بر روی سطح میز می گردد.

۴٫ FDM
ماده مورد استفاده در این روش، فیلامنت های ABS می باشد که به صورت نخ هایی با ضخامت ۲ تا ۳ میلی متر وارد دستگاه شده و از نازل با ضخامت بسیار کم بر روی هم قرار گرفته و به تدریج حجم شکل می گیرد. در این روش با توجه به کمیت ماده نازل شده بر روی سطح، حجم ساخته شده دقت کمتری دارد.

۵٫ پرینت گچی (۳DRP)
این روش بیشتر برای نمایش بدون از محصول استفاده می شود. ماده تشکیل دهنده حجم، پودر گچ و رزین می باشد و روش کار دقیقا مانند کارتریج دستگاه پرینتر است.

تمام حقوق محفوظ است، استفاده از محتوا، نقل قول و یا اشتراک با ارجاع به منابع آزاد می‌باشد.

دیدگاه شما درباره این نوشتار چیست؟

دیدگاه شما:


Loading Facebook Comments ...
Visit Us On TwitterVisit Us On FacebookVisit Us On Instagram