ساخت و توسعه نرم افزار جامع بهینه سازی پرینترهای سه بعدی - وبلاگ بایجانی

به گزارش وبلاگ بایجانی به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دکتر مهدی کاظمی دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح فراوری نرم افزاری برای کاهش زمان و هزینه و افزایش کیفیت سطح محصولات پرینترهای سه بعدی گفت: پرینترهای سه بعدی به طرز قابل توجهی ساخت قطعات پیچیده از روی مدل سه بعدی را آسان نموده اند.

وی اضافه نمود: اگرچه این فرآیندها انعطاف پذیری بالایی دارند، اما کماکان محدودیت هایی دارند که مهندسان را برای ساخت بعضی قطعات با مشکل روبرو می نمایند؛ بعضی از این محدودیت ها شامل استفاده زیاد مواد اولیه برای ساخت قسمت های حاشیه ای محصولات و در نتیجه افزایش بی مورد هزینه نهایی و بعلاوه کیفیت سطح نامناسب بعضی از سطوح این قطعات است.

دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: برطرف چنین مسائلی برای هر محصول به صورت جداگانه فرآیندی بسیار زمانبر است و به احتمال زیاد همراه با خطای انسانی خواهد بود، بنابراین روشی که بتواند این مسائل را به صورت اتوماتیک حل نماید برای کامل تر شدن هر چه بیشتر این فرآیندها امری لازم است.

وی گفت: به واسطه این پروژه، نرم افزاری (CAOFO) فراوری شد که می تواند به صورت همزمان هزینه و زمان ساخت محصولات پرینترهای سه بعدی را کاهش دهد و در عین حال کیفیت سطح قطعات فراوریی را هم ارتقاء ببخشد.

کاظمی خاطر نشان کرد: نرم افزار CAOFO این قابلیت را دارد که بنا به احتیاج اپراتور یک یا چند تا از توابع هدف مذکور را بهینه سازی کند. بعلاوه این نرم افزار می تواند از الگوریتم های بهینه سازی مختلف مانند الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم تبرید شبیه سازی شده استفاده کند.

این محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه نمود: قبل از ایجاد نرم افزار CAOFO، در سطح دنیای نرم افزاری که بتواند بطور همزمان سه یا چهار پارامتر مختلف را در محصولات پرینت سه بعدی بهینه سازی کند وجود نداشت و نرم افزارهای موجود در بازارهای دنیای فقط یکی از این پارامترها را بهینه سازی می نمایند.

وی ادامه داد: از سوی دیگر به علت توانایی استفاده از الگوریتم های بهینه سازی متفاوت و بعلاوه بهره بردن از زبان برنامه نویسی قدرتمند سی شارپ، سرعت عملکرد نرم افزار CAOFO بسیار بیشتر از سایر نرم افزارهای موجود در بازار است. بنابراین نرم افزار CAOFO یک سر و گردن بالاتر از نرم افزارهای موجود در بازارهای دنیای به تعداد می رود.

کاظمی تاکید نمود: برای اینکه بتوانیم نرم افزاری همه جانبه برای بهینه کردن عملکرد پرینترهای سه بعدی ایجاد کنیم ابتدا باید توابع هدف (هزینه، زمان و کیفیت سطح) مورد نظر را کمّی سازی می کردیم. از طرفی کمّی کردن این توابع خود مستلزم این بود که بتوانیم برای آنها فرمول سازی انجام دهیم. به عبارت دیگر چون نرم افزارهای مهندسی معمولا پایه ریاضی دارند و برای انجام عملیات بهینه سازی محاسبات ریاضی انجام می دهند بنابراین می بایستی برای هر یک از توابع هدف یک مدل ریاضی استخراج می شد.

به گفته وی، مدل های ریاضی را مورد نظر بر اساس اصول عملکرد پرینترهای سه بعدی استخراج کردیم و حال نوبت به پیاده سازی این مدل ها به همراه الگوریتم های بهینه سازی رسیده بود.

وی با بیان اینکه برای این کار ما ابتدا مقایسه ای بین سرعت عملکرد زبان های مختلف برنامه نویسی در این موضوع خاص انجام دادیم و به این نتیجه رسیدیم که زبان برنامه نویسی سی شارپ که یک زبان قدرتمند برنامه نویسی است سرعت بهینه سازی بسیار بالاتری نسبت به سایر زبان های برنامه نویسی داشت، گفت: بنابراین زبان سی شارپ را برای این کار انتخاب کردیم.

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر اسم کرد: این تحقیق در نهایت منجر به فراوری نرم افزار CAOFO شد که به جرات می توان گفت یک سر و گردن از نرم افزارهای موجود در بازارهای دنیای بالاتر است.

به گفته کاظمی، از طرفی به علت اینکه مستقیما بر روی هزینه و زمان فراوری محصولات تاثیر می گذارند بنابراین یک گزینه بسیار مجذوب کننده و غیر قابل چشم پوشی برای استفاده در صنایع مختلف به تعداد می رود. قابلیت نرم افزار CAOFO به گونه ای است که هم برای فراوری تکی و هم برای فراوری با تیراژ بالاتر قابل استفاده هست و صنایع کوچک و بزرگ می توانند از این نرم افزار بهره ببرند.

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه نمود: حال که نرم افزار CAOFO ایجاد شده و مراحل سنجش کارآیی را با موفقیت پشت سر گذاشته است نوبت به بحث صنعتی سازی آن رسیده است. همان طور همه واقف هستیم صنعتی سازی چنین محصولاتی فرایند خاص و پیچیده ای دارد که اهمیت آن کمتر از اهمیت اجرا کارهای تحقیقاتی نیست و شاید کوچکترین سهل انگاری در این زمینه منجر به شکست گردد.

وی ادامه داد: بنابراین این مراحله را هم با سنجش شرایط صنعت کشور و دنیا و مطابق برنامه ریزی های اجرا شده پیش خواهیم برد تا بتوانیم به صندلی واقعی خود در صنعت دنیای دست پیدا کنیم.

وی با اشاره به ویژگی های طرح: گفت: قبلا الگوریتم هایی به وسیله محققان ارائه شده بود که در آنها فقط یکی از پارامترهای ذکر شده مورد آنالیز قرار گرفته است. بنابراین الگوریتمی که بتواند سه یا چهار پارامتر مورد نظر را بهینه سازی کند از نوآوری های مهم این تحقیق است.

به گفته کاظمی، از سوی دیگر مدلسازی مقدار انرژی دریافتی برای فرآیند استریولیتوگرافی ماسکی از نوآوری های این رساله تحقیق می گردد.

وی افزود: یک ویژگی مهم دیگر نرم افزار CAOFO این است که این نرم افزار به گونه ای طراحی شده که بر اساس احتیاج کاربر بتوان توابع هدف دیگری را به آسانی به نرم افزار افزود. این قابلیت برای اینکه نرم افزار حاضر در صنایع مختلف کاربرد داشته باشد حائز اهمیت بسیار بالایی است.

این محقق گفت: نرم افزار CAOFO نمونه داخلی ندارد و نمونه های خارجی قابلیت بالایی ندارند و فقط یکی از پارامترهای هدف را می توانند بهبود ببخشند. از نظر سرعت اجرایی هم نرم افزار CAOFO بسیار بهتر از آنهاست.

وی با اشاره به مزیت های رقابتی طرح گفت: قابلیت بهینه سازی چندین تابع هدف به صورت همزمان به انتخاب کاربر، قابلیت اضافه نمودن توابع هدف تازه به نرم افزار به آسانی به وسیله کاربر، سرعت عملکرد بسیار بالا که در تکنولوژی های پرینت سه بعدی از جمله مزیتهای طرح به تعداد می فرایند.

کاظمی با اشاره به کاربرد این پروژه گفت: نرم افزاری که در این تحقیق طراحی شد قابلیت به کارگیری برای بهینه کردن محصولات و خدمات در بسیاری از صنایع بنیادی مانند صنعت پلاستیک، صنعت ابزار سازی، صنعت قالب سازی، صنعت هوافضا، صنعت مهندسی پزشکی و دندانپزشکی، صنعت خودروسازی و بسیاری از صنایع دیگر را دارد.

به گزارش وبلاگ بایجانی، استاد راهنمای این طرح دکتر عبدالرضا رحیمی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است.