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Dissertação

{en_GB=Tool-path Generation for a Multiple Independent Print Head System for Fused Deposition Modeling} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=A manufatura aditiva é uma área em forte crescimento com variadas aplicações. Indesejavelmente, os sistemas de fabrico que implementam a tecnologia de FDM, têm áreas de trabalho reduzidas devido ao elevado tempo de fabrico das peças. Uma possível solução para aumentar a área de produção, sem aumentar proporcionalmente o tempo de fabrico, é a utilização de múltiplos sistemas de deposição em simultâneo. O trabalho desenvolvido propõe um novo algoritmo para geração trajetórias de deposição para um sistema de múltiplas cabeças de impressão mecanicamente independentes para reduzir o tempo de fabrico de peças de grandes dimensões utilizando a tecnologia de FDM. O algoritmo gera cenários de fabrico compostos pela combinação do número de cabeças, posição e rotação da peça, estimando o seu tempo de fabrico. Os cenários são criados aleatoriamente, através de simulações de Monte Carlo, ou heuristicamente centrando a peça nas áreas de deposição. As trajetórias de deposição das múltiplas cabeças são geradas em simultâneo de forma a evitar colisões durante o processo. É utilizado o método de branch&bound para otimizar o tempo de fabrico. O sistema foi testado com quatro peças diferentes utilizando as estratégias de geração de cenários de fabrico desenvolvidas. O algoritmo foi avaliado comparando o tempo de fabrico utilizando múltiplos sistemas de deposição com o tempo utilizando uma única cabeça. Os resultados apresentam eficácia na redução do tempo de fabrico e mostram que a eficiência do algoritmo não depende apenas do número de sistemas de deposição utilizados, mas também da proximidade entre as cabeças de deposição. , en=The additive manufacturing is a growing industry with a wide variety of applications. Unfortunately, the systems that implement FDM technology have small build-areas due to the time required to manufacture the parts. One possible solution to increase the build-area dimensions, without increasing proportionality the time of fabrication, is to use multiple deposition systems simultaneously. This work proposes a new approach for a tool-path generation algorithm for a multiple independent print head system, in order reduce the fabrication time of a large part using FDM technology. The algorithm generates fabrication scenarios, composed by the combination of the part position, rotation and number of print heads. The scenarios are generated randomly, using Monte Carlo simulations or heuristically centering the part along the build areas assigned in each scenario, for simulation and optimization purpose respectively. A multiple tool-path algorithm generates the deposition paths for each print head, at the same time, avoiding collisions between them. The algorithm with branch&bound method optimizes the fabrication time. The system was performed with four different model parts applying the developed strategies for the generation of fabrication scenarios. Its performance was evaluated comparing the fabrication time using multiple deposition systems with the fabrication time using a single one. The results show an effective reduction of the fabrication time and also show the efficiency of the algorithm is related, not only with the number of deposition heads used, but with the proximity of the printing heads assigned to the fabrication of a model, as well. }
Keywords: {pt=Geração de trajetórias, Geração de múltiplas trajetórias, Fused Deposition Modeling, Planeamento de trajetórias, Sistema de Fabrico Aditivo Modular, en=Tool-path Generation, Multiple tool-path generation, Fused Deposition Modeling, Tool-path Planning, Modular Additive Manufacturing System}

Discussão: maio 19, 2017, 15:0