DOI: https://doi.org/10.26642/ten-2020-1(85)-46-52

Раціональне розташування за методом Монте-Карло 3D-моделей виробів у робочому просторі установки пошарової побудови

Ярослав Миколайович Гаращенко, Ніна Вікторівна Зубкова

Анотація


Представлено результати дослідження можливостей методу Монте-Карло для виконання оптимізаційної задачі розташування 3D-моделей виробів у робочому просторі пошарової побудови. Запропонований спосіб розташування 3D-моделей виробів у робочому просторі з використанням методу Монте-Карло дає можливість зменшити час технологічної підготовки та підвищити продуктивність процесу й ефективність використання установки. Ефективність використання вдається забезпечити за рахунок зменшення відносної частки невикористаного об’єму робочого простору, що є актуальним для SLA, SLM, SLS та інших методів адитивних технологій. Запропоновано покрокове визначення вільного простору для розташування наступного виробу, починаючи від платформи установки. Підвищення ефективності запропонованого алгоритму забезпечувалося шляхом формування заданої кількості варіантів розміщення з подальшим вибором найкращого за критерієм оптимізації. Визначено раціональні значення параметрів алгоритму розташування на прикладі групи промислових виробів з достатньо складною геометрією поверхонь.
Оцінка ефективності запропонованого способу розташування виконувалася на основі порівняльного аналізу кількості шарів та ефективності заповнення робочого простору (відносного об’єму його використання) для виготовлення 3D-моделей складних промислових виробів. Дослідження виконувалося з використанням спеціально розробленої підсистеми до системи «Технологічна підготовка матеріалізації складних виробів адитивними технологіями».

Ключові слова


адитивні технології; технологічна підготовка; тріангуляційна модель; алгоритм розташування; метод Монте-Карло

Повний текст:

PDF

Посилання


Zhang, Y. and Bernard, A. (2014), «AM feature and knowledge based process planning for additive manufacturing in multiple parts production context», In Proceedings of 25th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, pp. 1259–1276, [Online], available at: http://sffsymposium.engr.utexas.edu/sites/default/files/2014-099-Zhang.pdf

Wohlers Report 2016, (2016), «3D Printing and additive manufacturing state of the industry. Annual worldwide progress report», [Online], available at: https://wohlersassociates.com

Mirotin, L.B., Bul'ba, A.V. and Demin, V.A. (2009), Logistika, tehnologija, proektirovanie skladov, transportnyh uzlov i terminalov, Feniks, M., 408 p.

Psiola, V.V. (2011), «O priblizhennom reshenii 3-h mernoj zadachi ob upakovke na osnove jevristik», Intellektual'nye sistemy, Issue 1, pp. 83–100.

Verhoturov, M.A. (2001), «Zadacha nereguljarnogo razmeshhenija geometricheskih ob’ektov: sovremennoe sostojanie metodov reshenija», Resursosberegajushhie tehnologii, CNIITS, SPb, pp. 33–56.

Verhoturov, M.A., Verhoturova, G.N. and Jagudin, R.R. (2012), «Ob odnom reshenii zadachi plotnoj upakovki vypuklyh mnogogrannikov na osnove godografa funkcii plotnogo razmeshhenija», Informacionnye sistemy i tehnologii, Orel, No. 4, pp. 31–39.

Verhoturova, G.N. (2010), «Postroenie godografa funkcii plotnogo razmeshhenija dvuh mnogogrannikov», Prinjatie reshenij v uslovijah neopredelennosti, UGATU, Ufa, Vol. 7, pp. 150–157.

Stoya, Y., Gil, N. and Scheithauer, G. (2004), Packing of convex polytopes into a parallelepiped, Preprint MATH-NM-06-2004, Dresden, 32 p.

Bezdek, K. (2010), Classical topics in discrete geometry, Springer, New York, [Online], available at: 10.1007/978-1-4419-0600-7

Alekseev, O.V. (2000), Avtomatizirovannoe proektirovanie radiojelektronnyh sredstv, uchebnoe posobie dlja vuzov, in Alekseev, O.V. (ed.), Vysshaja shkola, M., 479 p.

Dykhoff, H. (1990), «A typology of cutting and packing problems», Evropean Journal of Operational research, Vol. 44, pp. 145–159.

Pandey, P.M., Reddy, N.V. and Dhande, S.G. (2003), «Slicing procedures in layered manufacturing: a review», Rapid Prototyping Journal, Vol. 9, Issue 5, pp. 274–288, [Online], available at: 10.1108/13552540310502185

Abdurayimov, L.N. (2009), «Adaptivnoe razdelenie na sloi iskhodnoy 3D modeli izdeliya v tekhnologiyakh bystrogo prototipirovaniya i izgotovleniya», Uchenye zapiski Krymskogo inzhenerno-pedagogicheskogo universiteta, Seryja Tekhnicheskie nauki, NITs KIPU, Simferopol', Vol. 18, pp. 15–20.

Byun, H.S. and Lee, K.H. (2006), «Determination of optimal build direction in rapid prototyping with variable slicing», Int J Adv Manuf Technol, Issue 28, pp. 307–313, [Online], available at: 10.1007/s00170-004-2355-5


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Zhang Y. AM feature and knowledge based process planning for additive manufacturing in multiple parts production context / Y.Zhang, A.Bernard // In Proceedings of 25th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium. – 2014. – Р. 1259–1276 [Electronic recourse]. – Access mode : http://sffsymposium.engr.utexas.edu/sites/default/files/2014-099-Zhang.pdf.
  2. Wohlers Report 2016. 3D Printing and additive manufacturing state of the industry. Annual worldwide progress report. – 2016 [Electronic recourse]. – Access mode : https://wohlersassociates.com.
  3. Миротин Л.Б. Логистика, технология, проектирование складов, транспортных узлов и терминалов / Л.Б. Миротин, А.В. Бульба, В.А. Демин. – М. : Феникс, 2009. – 408 с.
  4. Псиола В.В. О приближенном решении 3-х мерной задачи об упаковке на основе эвристик / В.В. Псиола // Интеллектуальные системы. – 2011. – Вып. 1. – С. 83–100.
  5. Верхотуров М.А. Задача нерегулярного размещения геометрических объектов: современное состояние методов решения / М.А. Верхотуров // Ресурсосберегающие технологии. – СПб : ЦНИИТС, 2001. – С. 33–56.
  6. Верхотуров М.А. Об одном решении задачи плотной упаковки выпуклых многогранников на основе годографа функции плотного размещения / М.А. Верхотуров, Г.Н. Верхотурова, Р.Р. Ягудин // Информационные системы и технологии. – Орел, 2012. – № 4. – С. 31–39.
  7. Верхотурова Г.Н. Построение годографа функции плотного размещения двух многогранников / Г.Н. Верхотурова, Р.Р. Ягудин // Принятие решений в условиях неопределенности. – Уфа : УГАТУ, 2010. – Вып. 7. – С. 150–157.
  8. Stoyan Y. Packing of convex polytopes into a parallelepiped / Y.Stoyan, N.Gil, G.Scheithauer // Preprint MATH-NM-06-2004. – Dresden, 2004. – Р. 32.
  9. Bezdek K. Classical topics in discrete geometry / K.Bezdek. – New York : Springer, 2010 [Electronic recourse]. – Access mode : 10.1007/978-1-4419-0600-7.
  10. Автоматизированное проектирование радиоэлектронных средств : учебное пособие для вузов / О.В. Алексеев и др.; под ред. О.В. Алексеева. – М. : Высш. шк., 2000. – 479 с.
  11. Dykhoff H. A typology of cutting and packing problems / H.Dykhoff // Evropean Journal of Operational research. – 1990. – Vol. 44. – P. 145–159.
  12. Pandey P.M. Slicing procedures in layered manufacturing: a review / P.M. Pandey, N.V. Reddy, S.G. Dhande // Rapid Prototyping Journal. – 2003. – Vol. 9, Issue 5. – P. 274–288 [Electronic recourse]. – Access mode : https://doi.org/10.1108/13552540310502185.
  13. Абдурайимов Л.Н. Адаптивное разделение на слои исходной 3D модели изделия в технологиях быстрого прототипирования и изготовления / Л.Н. Абдурайимов // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. Серия : Технические науки. – Симферополь : НИЦ КИПУ, 2009. – Вып. 18. – С. 15–20.
  14. Byun H.S. Determination of optimal build direction in rapid prototyping with variable slicing / H.S. Byun, K.H. Lee // Int J Adv Manuf Technol. – 2006. – Issue 28. – Р. 307–313. [Electronic recourse]. – Access mode : 10.1007/s00170-004-2355-5.


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2020 Ярослав Миколайович Гаращенко, Ніна Вікторівна Зубкова

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.