مقایسه روش های بهینه سازی تحلیلی و مبتنی بر طراحی تجربی به منظور تعیین جهت گیری بهینه ساخت در فرآیندهای نمونه سازی سریع

نمونه سازی سریع (ساخت افزودنی یا چاپ سه بعدی) روشی از ساخت قطعات است که می تواند نمونه طراحی شده در رایانه را به طور مستقیم به قطعه فیزیکی تبدیل کند. یکی از مهمترین عواملی که در ساخت قطعات با روش نمونه سازی سریع باید مورد توجه قرار گیرد، الگوی جهت گیری ساخت قطعه است. جهت گیری ساخت قطعه در فرآیندهای نمونه-سازی سریع بر روی خواص قطعه از جمله استحکام، زمان ساخت، صافی سطح، مقدار مواد تکیه گاهی مورد استفاده و قیمت ساخت تاثیرگذار است. در این بین زمان ساخت قطعه و زبری سطح از مهمترین مشخصه هایی هستند که به طور مستقیم تحت تاثیر جهت گیری قطعات قرار دارند. در این مقاله، دو الگوریتم بر اساس روش های بهینه سازی تحلیلی و تجربی برای تعیین جهت گیری بهینه ساخت به منظور کمینه کردن زمان ساخت و زبری سطح ارائه شده است. برای پیاده سازی این روش، قطعه مورد نظر کاربر در فرمت زبان استاندارد مثلثی (STL) دریافت می شود سپس با استفاده از مشخصات هندسی و نوع جهت گیری قطعه زمان تخمینی ساخت و مقدار میانگین زبری سطح قطعه محاسبه می شود. به منظور تعیین جهت گیری بهینه از دو روش بهینه سازی تحلیلی (روش NSGA-II) و تجربی (روش جدید و توسعه یافته تاگوچی) استفاده شده است. پس از معرفی مراحل هر یک از این دو روش به منظور تعیین جهت گیری بهینه ساخت قطعه، مراحل این دو الگوریتم پیشنهادی بر روی قطعه ای به عنوان مطالعه موردی پیاده سازی می شود و نتایج حاصل مورد مقایسه و بحث قرار می گیرد.