Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Fadaei Tehrani,Seyed Mohsen Safavi
علیرضا فدائی تهرانی (استاد مشاور) سید محسن صفوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ehsan Godazandeh ha
احسان گدازنده ها

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Build Guidelines Establishment for Use in Fused Deposition Modeling to Reduce Build Cost
Additive Manufacturing(AM) processes are novel production industrial processes that build components layer by layer which are totally different from old methods, such as separating material (turning, milling, grinding, etc.) and forming (deep drawing, extrusion, etc.). AM processes have been divided into three different categories according to the raw material used in the process. These categories are: Liquid-based systems, Powder-based systems and Solid-based systems. Fused Deposition Modeling (FDM) is a solid-based system that has dramatically changed AM processes due to lower expenses, short build time and ease of usage. In FDM process, a thermoplastic filament is drawn into an extrusion head that heats the material up to its glass transition temperature. The material is extruded onto the work surface in which an initial two-dimensional cross-section is created by movement of the filament relative to the horizontal platform. Due to the material’s temperature (set to a level just above glass transition) it solidifies instantly upon contact with the work piece. As the first two-dimensional cross-section is completed, the work piece shifts down a distance equal to the thickness of the first layer. The stacking of these layers eventually leads to making the part. In this project, this process is made known for public and has had the goal of FDM technology localization in the country. For the first time in Iran, a survey has been conducted on this technology and the technology of making a FDM machine has been codified. Therefore, FDM machine has been installed and run; afterward FDM parameters have been analyzed by carrying out experimental works. Eventually, by considering the abilities of machine, layer thickness, feed rate, fill density, and step-over distance have been selected as effective parameters which affect at built cost. Then by applying Taguchi method, experiments are designed to achieve optimum attitude. At last, the effect of selected parameters on FDM process and cost of product are calculated by quantitative and qualitative results: the quantitative results are achieved by signal to noise (S/N) analysis and analysis of variance (ANOVA) on the data that are results of experimental works; the qualitative results are achieved by magnified images that have been taken from produced parts. Results of experiments showed that layer thickness is the most effective parameter on reducing build cost. However, adaptive layer slicing technique is applied to simulate some kind of models in order to show its effects on decreasing of cost and increasing quality of produced parts. Finally, some useful guidelines are proposed in order to produce parts by FDM process. Keyword: Fused deposition modeling, Additive manufacturing, Taguchi method, Rapid prototyping, Adaptive layer slicing
فرآیندهای ساخت به روش افزودنی از دسته فرآیندهای تولیدی نوین صنعتی است که بر خلاف روش های مرسوم تولیدی، مانند جداسازی مواد(تراشکاری, فرز کاری و ...) و فرم دهی(کشش عمیق، اکستروژن و ...)، بر اساس افزودن لایه لایه مواد بر روی یکدیگر، تولید قطعات را انجام می دهند. فرآیندهای ساخت به روش افزودنی بر اساس نوع ماده مصرفی به سه دسته مایع پایه، پودر پایه و جامد پایه تقسیم‌بندی می‌شوند. فناوری مدل سازی با رسوب رشته های ذوب شده (FDM) از دسته فرآیند های ساخت به روش افزودنی است که از مواد مصرفی جامد برای تولید قطعات استفاده می‌کند. به دلیل هزینه پایین، زمان ساخت کوتاه و سهولت کاربری، این تکنولوژی انقلابی در صنایع ساخت به روش افزودنی به وجود آورده است. فرآیند تولید قطعات در این فرآیند بر اساس ذوب رشته هایی از جنس پلیمرهای گرمانرم (Thermoplastic Polymers) و قرار‌گیری این رشته ها در کنار یکدیگر به صورت لایه به لایه صورت می گیرد. در این پروژه به منظور آشنایی با این فرآیند و با هدف بومی سازی این تکنولوژی، برای اولین بار در کشور به بررسی و مطالعه بر روی این تکنولوژی پرداخته شده و تکنولوژی ساخت یک دستگاه FDM تدوین گردیده است. جهت معرفی این فرآیند به عنوان یک تکنولوژی تولیدی، پس از نصب و راه اندازی یک دستگاه FDM و آشنایی با پارامترها و عوامل موثر تکنولوژی FDM، آزمایش‌ها و بررسی هایی بر روی عملکرد دستگاه و پارامترهای موثر در فرآیند صورت گرفت. با مطالعه و شناسایی پارامترهای فرآیند و با توجه به قابلیت های دستگاه موجود، پارامترهای ضخامت لایه، سرعت پیشروی، چگالی قطعات تولیدی و فاصله عرضی تزریق به عنوان پارامتر‌های موثر در هزینه تولید فرآیند انتخاب گردید. با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی، آزمایش‌های جهت ارزیابی و دستیابی به حالت بهینه، طراحی و انجام گردید و در نهایت با بررسی نتایج کمی بدست آمده از تحلیل‌ میزان اغتشاشات و آنالیز واریانس (Analysis of Variance) انجام شده بر روی داده‌های حاصل از آزمایش و بررسی نتایج کیفی بدست آمده از تصاویر میکروسکوپی گرفته شده از قطعات تولیدی، تاثیر پارامترهای انتخابی، بر فرآیند تولید و هزینه‌های آن به دست آمد. نتایج حاصل از آزمایش‌ها نشان داد که پارامتر ضخامت لایه بر کاهش هزینه تولید بسیار موثر می‌باشد از این رو مدل‌هایی با تکنیک لایه‌بندی تطبیقی شبیه‌سازی گردید و اثر آن بر کاهش هزینه و افزایش کیفیت قطعات بررسی شد و در نهایت راه‌کارهایی کاربردی جهت تولید به کمک فرآیند FDM پیشنهاد گردید. کلمات کلیدی: 1- Fused Deposition Modeling 2- ساخت به روش افزودنی 3- نمونه سازی سریع 4- طراحی آزمایش تاگوچی 5- لایه‌بندی تطبیقی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی