Optimisation de l'orientation des pièces pour le processus de fabrication additive de fil et d'arc pour convexe et non

Nov 10, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 2203 (2023) Citer cet article

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L'optimisation de l'orientation du bâtiment pour le processus de fabrication additive (AM) est une étape cruciale car elle a un effet vital sur la précision et les performances de la pièce créée. L'espace de travail de Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) est moins limité et le temps de production est nettement plus court que les autres imprimantes 3D métal. Cependant, l'un des effets néfastes du WAAM est le défaut aux points de départ et d'arrivée des cordons de soudure. Dans cet article, un algorithme a été inventé pour définir la position d'impression optimale, en réduisant le nombre de ces défauts en faisant tourner l'objet 3D en boucle autour des axes X et Y d'un petit degré constant, puis en sélectionnant le degré de rotation qui a le moins de surfaces ininterrompues et la plus grande surface de la première couche. Le processus de soudage sera interrompu le moins possible par la torche s'il y a le moins de surfaces ininterrompues possible. En conséquence, il y aura moins de défauts dans la production et la finition des cordons de soudure. Afin d'avoir une surface de connexion suffisante avec le plateau de fabrication, ce qui aidera à maintenir la pièce en place, la première couche la plus large doit également être recherchée. Par conséquent, il a été découvert qu'une orientation correctement définie par rapport au plateau de construction peut réduire le nombre de surfaces ininterrompues à l'intérieur des couches, ce qui améliorera la précision dimensionnelle attendue des pièces. L'efficacité du processus est fortement affectée par la forme de la pièce, mais dans la plupart des cas, les erreurs d'impression peuvent être considérablement réduites.

Ces dernières années, alors que la fabrication additive (FA) est devenue un sujet populaire parmi les chercheurs industriels et universitaires, de nombreuses directions de développement ont été lancées à partir de différentes disciplines. Les ingénieurs de fabrication et les concepteurs de machines développent de nouvelles solutions pour la production additive couche par couche. Selon les besoins spécifiques, tels que le temps de production minimum, le volume et la précision1,2,3,4, ils créent des processus de sous-types tels que le frittage sélectif par laser (SLS) pour créer des pièces métalliques de haute précision, la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) pour créer des produits en plastique bon marché et la fabrication additive à arc filaire (WAAM) qui présente un grand avantage dans la production de structures de grande taille. Simultanément, les spécialistes des matériaux ont créé une gamme variée de matières premières pouvant être utilisées pour la fabrication3,5. On trouve ainsi sur le marché des imprimantes à béton robustes, des machines capables de travailler avec des matières premières conductrices, ou encore des tissus biologiques. Les concepteurs développent leurs méthodes d'optimisation de forme en utilisant la liberté des géométries imprimées en 3D, en respectant le comportement mécanique anisotrope inhomogène et d'autres aspects découlant des structures en couches6,7. De plus, la FA répondant parfaitement aux exigences de l'industrie 4.0, plusieurs recherches se concentrent sur la création de systèmes de fabrication intelligents, l'intégration de dispositifs IoT et l'amélioration de l'utilisation des systèmes CAD-CAM8,9,10,11,12,13,14.

Le facteur le plus important pour chaque discipline mentionnée ci-dessus est de comprendre les conditions aux limites et les limites des technologies. Contrairement aux méthodes soustractives traditionnelles, les méthodes additives ont des caractéristiques technologiques différentes. L'une des tâches principales de la production d'une pièce AM est de trouver l'orientation d'impression parfaite. Avec ce seul réglage, de nombreux problèmes de technologie de fabrication peuvent être éliminés et les propriétés du produit final peuvent être grandement déterminées avec lui. Shim et al.15 Ils ont étudié la précision d'impression, les propriétés mécaniques et les caractéristiques de surface des pièces imprimées dans différentes orientations et ont trouvé les paramètres optimaux comme suit : avec une épaisseur de couche de 100 µm, ils ont imprimé les pièces dans 3 orientations d'impression différentes (0, 45 et 90 degrés). Selon leur analyse des résultats des pièces imprimées finales, les spécimens imprimés à 0 degré avaient la résistance à la flexion la plus élevée, suivis des spécimens imprimés à 45 et 90 degrés. Les spécimens imprimés à 45 et 90 degrés présentaient les taux d'erreur les plus faibles pour la longueur, et les spécimens imprimés à 0 degré présentaient les taux d'erreur les plus élevés pour l'épaisseur. Alharabi et al.16 ont examiné l'effet de l'orientation de l'impression et par conséquent la direction des couches sous test de compression. Ils ont constaté que si les couches sont perpendiculaires à la direction de la charge, elles ont une résistance à la compression plus élevée que parallèles. La rugosité de surface en fonction de la direction de construction a été étudiée par Li et al.17. Ils ont conclu que cette propriété est principalement affectée par l'angle de construction plutôt que par la méthode AM, et que la meilleure rugosité de surface peut être obtenue sur les faces imprimées parallèlement ou perpendiculairement à la plate-forme de construction. Pandey et al.18,19 ont travaillé sur la minimisation de ces effets en créant un système qui prédit mathématiquement la rugosité de surface en utilisant l'algorithme génétique multicritère et offre la meilleure orientation d'impression pour la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM). L'avantage de cette solution est qu'ils ont obtenu l'orientation optimale de la rugosité de surface ; cependant, ils n'ont pas pris en compte tous les facteurs de limitation du processus d'impression et de fabrication 3D. De plus, les modèles d'apprentissage automatique (ML) sont une nouvelle tendance de modélisation dans la FA. Fondamentalement, les modèles ML fonctionnent sur le principe de la réduction itérative de l'erreur attendue à l'aide des données. Ils se sont révélés être des outils prédictifs fiables. Xia et al.19 ont modélisé et prévu la rugosité de surface du métal produit par la fabrication additive à l'arc à l'aide de méthodes d'apprentissage automatique. Phatak et Pande20 ont également créé une solution d'optimisation utilisant un algorithme génétique pour minimiser le temps d'usinage et les erreurs de surface. L'algorithme générique a été utilisé dans l'étude de Masood et al.21, pour trouver la meilleure orientation pour les pièces de forme complexe. Grâce à leur système développé, ils ont pu déterminer la meilleure orientation là où l'erreur volumétrique globale est minimale. Padhye et al.22 ont utilisé l'optimisation multi-objectifs et la prise de décision multi-critères pour déterminer l'optimum en tenant compte de deux facteurs, le temps d'impression et la rugosité de la surface. Leurs travaux soulignent que la prise de décision se complique lorsque l'orientation doit être satisfaite par plusieurs aspects à la fois. De plus, Morgan et al.23 ont développé un logiciel spécifiquement pour minimiser les besoins de support pour la fabrication additive métallique. Par conséquent, sur la base des recherches de ces articles, on peut dire qu'un paramètre apparemment insignifiant, tel que l'orientation, peut avoir un impact significatif sur la qualité de la production de plusieurs manières, telles que l'accélération du processus d'impression, la réduction de la rugosité de surface ou l'amélioration des propriétés mécaniques.

L'une des nouvelles techniques de fabrication additive est la fabrication additive par fil et arc (WAAM), qui répond au problème de la plupart des solutions de FA en offrant un temps de fabrication assez rapide et en permettant la création de pièces métalliques en grand volume24. Cependant, la figure 1 illustre un problème de formation de forme qui se produit au début et à la fin du processus de soudage. Cet article a montré comment, en choisissant les paramètres d'impression appropriés, ce problème pouvait être résolu.

Problème de formation de forme du processus de soudage.

Locket et al.25 ont conclu les critères à suivre. Selon eux, les lignes directrices sont les suivantes : âme centrale sur un plan partiel de symétrie, parois extérieures et intérieures planes et plan de symétrie ou symétrie partielle. Ce sont les aspects fondamentaux, mais certaines imperfections résultant du processus de soudage subsistent même en concevant la pièce en fonction de celles-ci. Dans la plupart des travaux de recherche connexes26,27, une différence remarquable peut être observée dans la géométrie des billes. En raison de la formation d'arc, les points de départ et d'arrivée des perles ont un volume local légèrement plus grand ou plus petit que les zones entre les extrémités. Une autre particularité remarquable est l'anisotropie à l'intérieur de la partie imprimée28. Au fur et à mesure que le processus additif crée la pièce en couches, des régions dures et molles peuvent être observées alternativement dans le nombre de couches respectivement. Ces deux effets indésirables peuvent être réduits par une sélection d'orientation d'impression appropriée. Ainsi, dans cet article, une méthode d'optimisation des pièces est présentée, qui vise à minimiser les imperfections d'impression des pièces créées par Wire and arc Additive Manufacturing (WAAM). De plus, l'algorithme présenté peut être utilisé pour toute autre méthode basée sur le dépôt, mais le problème présenté et sa solution sont plus prononcés avec les technologies WAAM. Un code MATLAB a été créé et une vérification de la sensibilité des paramètres a été effectuée pour étudier les performances de la solution présentée.

La WAAM est une solution d'impression 3D qui souffre d'une faiblesse pour initialiser et finir un seul cordon de soudure. Au début, la torche de soudage s'approche de la couche de plaque de construction (ou de la couche précédente) jusqu'à ce que le matériau de base atteigne la surface lorsque l'arc est créé, et l'opération de soudage commence. Le processus qui suit est similaire aux autres technologies AM basées sur l'extrusion. Les couches sont créées en "dessinant" les couches par la "ligne" de soudure. En raison des réponses retardées de l'instrument de soudage, qui crée les conditions électriques nécessaires au soudage, et du robot qui est chargé de déplacer la torche, le tout premier et le dernier segment des cordons présentent toujours des imperfections. Ainsi, à ces endroits, des imprécisions géométriques et des erreurs de surface peuvent être observées. Cette imprécision peut être observée sur les pièces créées par d'autres technologies d'impression 3D basées sur le dépôt, où une couche doit être "dessinée". De plus, si ce défaut géométrique est situé au même endroit sur plusieurs lecteurs, cela peut entraîner une erreur compressée et peut ruiner toute l'impression. De plus, la structure en couches présente un comportement anisotrope, qui est le plus important le long de la direction de construction, c'est-à-dire entre deux couches. Ces deux problèmes peuvent être résolus avec des solutions de soudage spéciales, telles que le remplissage de cratères ou le décalage des points de départ et d'arrivée. Cependant, une certaine précision dimensionnelle et des imperfections microstructurales seront toujours présentes. Comme il ne peut pas être complètement éliminé, la ligne directrice secondaire serait de minimiser le nombre d'erreurs locales. Par conséquent, la continuité du soudage doit être assurée autant que possible en créant une longue soudure dans la couche imprimée au lieu de plusieurs sections plus petites. Pour les géométries simples, cela peut être fait en suivant une trajectoire en spirale, une courbe de Hilbert, ou en remplissant le calque avec un chemin en zig-zag. Là où pour des composants plus complexes, en raison des surfaces interrompues, ce n'est pas toujours possible. En général, en augmentant la surface de chaque couche ainsi qu'en réduisant le nombre de couches, la nécessité d'initialiser un nouveau cordon peut être considérablement réduite.

Les systèmes AM sont basés sur un parcours d'outil généré via un logiciel de découpage, où la géométrie du modèle doit être importée et les paramètres d'impression doivent être définis. La géométrie du modèle est généralement créée dans un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) ou est cartographiée à partir d'un scan 3D en rétro-ingénierie. Dans les deux cas, le format de fichier doit être un fichier STL (Standard Triangle Language), qui est utilisé pour la plupart des solutions d'impression 3D29. Ce format donne le modèle de surface de la géométrie virtuelle en divisant la surface d'un corps en plusieurs triangles interconnectés. Le fichier généré comprend le sommet de chaque triangle, comme on le voit sur la figure 2, et peut ensuite être facilement édité.

Représentation STL du cube avec des filets sur les bords.

Pour trouver la meilleure orientation pour une pièce, qui remplit les critères détaillés ci-dessus, le modèle de la pièce doit être tourné dans l'espace. Ici, la transformation d'Euler bien connue a été utilisée30. Avec cela, l'orientation de tout corps rigide peut être décrite dans le système de coordonnées initial fixe de Descartes. Le processus consiste en trois rotations élémentaires consécutives selon les angles d'Euler propres (z–x–z, x–y–x, y–z–y, z–y–z, x–z–x, y–x–y) ou les angles de Tait-Bryan (x–y–z, y–z–x, z–x–y, x–z–y, z–y–x, y–x–z). Étant donné que la position angulaire normale à la plaque de construction n'affecte pas dans ce cas, la rotation le long de cet axe, à savoir l'axe Z dans cette étude, n'est pas pertinente. Ainsi, seules deux rotations sont nécessaires (x–y ou y–x). La représentation de la transformation d'Euler dans une direction positive, respectivement à l'ordre x – y, peut être vue sur la Fig. 3. On peut voir qu'après la première rotation autour de l'axe X, la direction des nouvelles directions Y' et Z' a été modifiée d'un angle α par rapport aux originaux (Y et Z). Pendant ce temps, la direction X' est restée la même (X). Après la deuxième rotation, cette fois autour de l'axe Y' du système de coordonnées précédemment créé, la direction de X'' et Z'' a été modifiée d'un angle β, tandis que Y'' est resté le même (Y'). On peut conclure que de cette manière chaque orientation d'impression peut être vérifiée avec une résolution angulaire donnée.

Transformation d'Euler.

La matrice de rotation résultante est la suivante (1,2) :

La position de chaque instance étudiée peut être exprimée avec un seul vecteur à l'aide de cette transformation, et les sommets du fichier STL peuvent être modifiés en conséquence. L'étape suivante consiste à déterminer le meilleur vecteur de rotation qui correspond à toutes les conditions mentionnées dans la section "Problème de démarrage WAAM". Par conséquent, la géométrie de la pièce doit être découpée à chaque position de rotation afin d'obtenir les limites de la couche. Cependant, pour déterminer la distance entre les couches, l'épaisseur de la couche doit être définie en fonction de ce que la technologie de fabrication peut produire. Les tranches peuvent être interprétées à partir des intersections de la surface de l'objet et du plan qui peut être formé à partir du décalage du plan X – Y à la hauteur de la couche étudiée.

La différence entre le concept de surfaces ininterrompues individuelles et le nombre de couches peut être vue sur la Fig. 4. Comme cela est mis en évidence, en fonction de la complexité de la géométrie, il peut y avoir plusieurs éléments de surface séparés dans une couche. Cependant, cette articulation peut être affectée par l'orientation de l'impression, c'est-à-dire la façon dont chaque couche découpe la pièce.

Représentation du sens "surfaces ininterrompues" sur les calques.

Dans la méthode proposée, l'objet 3D est tourné en boucle autour des axes X et Y d'un petit degré constant jusqu'à ce qu'il atteigne 180 degrés sur les deux axes. Dans chaque rotation, le nombre de surfaces ininterrompues et la surface de la première couche sont calculés et stockés avec les degrés des axes X et Y considérés.

Le calcul de la surface des couches est très difficile, en particulier dans le cas de formes non convexes. Pour résoudre ce problème, nous avons proposé la technique précise suivante : elle commence par lire le fichier stl binaire, puis crée des triangles, qui sont ensuite découpés en couches avec des hauteurs prédéfinies pour fournir une liste de coordonnées. Pour commencer, nous devons d'abord localiser les triangles qui coupent le plan de coupe. Ensuite, à l'aide d'un algorithme de recherche en profondeur de graphe (DFS), il calcule les lignes générées sur la face du triangle par l'intersection et crée un chemin continu reliant les lignes. La figure 5 représente une tranche et certaines de ses coordonnées. En fait, chaque tranche est un polygone défini par des sommets 2D. La surface d'un polygone 2D est définie par les sommets des vecteurs x et y.

Échantillon de calque avec certains de ses sommets 2D.

La différence entre les deux placements du même objet 3D est illustrée sur les Fig. 6a, b ; l'objet est couché horizontalement sur le lit dans le premier scénario. L'objet a été tranché avec une hauteur de tranche de 10 à ce point, ce qui a donné 8 couches sans surfaces interrompues. L'objet a été pivoté de 90 degrés autour de l'axe Y dans l'autre scénario et tranché en utilisant les mêmes paramètres, ce qui donne 39 calques avec 68 surfaces ininterrompues.

Représentation de tranches d'un objet 3D (a) posé, et (b) debout.

Enfin, le degré de rotation qui a le moins de surfaces ininterrompues et la plus grande surface de la première couche est sélectionné. Le plus petit nombre de surfaces ininterrompues signifie que la torche doit interrompre le moins possible le processus de soudage, de sorte que le nombre de défauts dans la formation et l'achèvement des cordons de soudure peut être minimisé. De plus, la bonne adhérence de la première couche est nécessaire pour éviter la déformation de la pièce lors du processus d'impression ou la rupture réelle de la pièce. Par conséquent, la première couche la plus large doit être poursuivie pour avoir une surface de connexion suffisamment grande avec le plateau de construction, ce qui aidera à maintenir la pièce en place. L'algorithme proposé est conforme au tableau 1.

La pratique d'ingénierie courante consiste à construire une pièce sous la forme d'une combinaison de primitives de forme représentatives, telles que des sphères, des blocs, des cubes, des cylindres, des tores, etc. Par conséquent, en tant qu'étude initiale de la fonction logicielle, les primitives de forme, illustrées à la Fig. Pour créer ces formes, Autodesk Inventor Professional 2018 a été utilisé et les fichiers ont été enregistrés au format .stl, qui a été lu par l'algorithme Matlab.

Formes convexes (a) prisme à base carrée et (b) sphère.

Ces formes (Fig. 7) sont toutes convexes, ce qui signifie que chaque ligne à l'intérieur de la forme peut être connectée, tandis que cette ligne restera à l'intérieur de la forme. Cependant, dans certains cas, dans des pièces plus complexes, une couche tranchée contiendra plusieurs surfaces non connectées. Par conséquent, l'algorithme est également capable de gérer les formes non convexes (Fig. 8).

Formes non convexes (a) Forme en U et (b) sphère spéciale.

L'algorithme développé a été appliqué aux quatre formes présentées dans la section précédente. L'orientation initiale est présentée dans les Fig. 7 et 8, et les angles correspondants sont par rapport à ces systèmes de coordonnées. Les formes convexes (prisme cubique et sphère) peuvent être considérées comme une opération de test puisque le résultat peut être prédit sans utiliser le code Matlab créé. Plusieurs positions se sont avérées être les meilleures orientations de construction pour le prisme, avec le moins de surfaces ininterrompues, comme indiqué dans le tableau 2, où α et β sont des angles de rotation autour des axes X et Y. Seul le plus petit nombre de surfaces ininterrompues est affiché dans le tableau ; les autres rotations ont entraîné un plus grand nombre de surfaces ininterrompues. La géométrie, dans ce cas, a 3 plans de symétrie. Par conséquent, chaque position tournée a 6 équivalents.

La sphère a un plan de symétrie infini. Le tableau 3 montre le résultat obtenu, qui était le même dans toutes les orientations imaginables, indiquant que le nombre de surfaces totales est le même quelle que soit l'orientation, ce qui implique qu'aucune orientation optimale ne peut être découverte. Ces deux formes simples (prisme et sphère) peuvent être considérées comme des éléments de test de l'algorithme, car le nombre de couches et de surfaces associées à chaque orientation dans chaque couche peut également être facilement estimé par l'utilisateur.

Pour les formes non convexes, tout d'abord, la forme en U a été étudiée. D'après les résultats fournis dans le tableau 4, on peut voir que la rotation autour des axes X et Y augmente le nombre de surfaces qui doivent être créées pendant le processus d'impression. Quatre orientations optimales peuvent être trouvées pour cette géométrie, qui sont similaires les unes aux autres, tout comme dans le cas du prisme. Cependant, parmi ceux-ci, seuls deux remplissent la condition d'optimisation secondaire, expliquée plus loin dans cette section.

Enfin, la sphère spéciale tronquée a été cochée. Il s'agit d'une pièce représentative, qui serait significativement coûteuse à fabriquer avec un usinage soustractif traditionnel, donc suffisamment représentative des capacités du procédé WAAM. En raison des caractéristiques géométriques plus complexes qui composent le corps, il serait assez difficile d'indiquer la position d'impression correcte en se basant uniquement sur la décision de l'utilisateur. Les résultats n'ont donné qu'une seule orientation optimale telle que présentée dans le tableau 5, qui remplit la condition primaire.

Quant à la condition d'optimisation secondaire, la zone des premières couches a été étudiée. Les résultats pour les quatre formes sont présentés dans les Fig. 9, 10, 11, 12.

Aire de la première couche (Prisme).

Zone de la première couche (Sphere).

Zone de la première couche (forme en U).

Zone de la première couche (sphère spéciale).

Dans les Fig. 9, 10, 11, 12, on peut voir que dans le cas de trois formes sur quatre, des motifs ont été créés. Étant donné que chaque géométrie, à l'exception de la sphère spéciale, a un ou plusieurs plans de symétrie, la même zone peut être mesurée dans différentes orientations de rotation, car elles signifient l'orientation identique du point de vue de l'investigation.

Comme on pouvait s'y attendre, pour le prisme, les 6 meilleures orientations selon la condition d'optimisation primaire se rencontrent avec la 6 plus grande surface de première couche. On peut donc affirmer que ces positions sont également les meilleures possibles, car elles sont identiques pour l'étude.

Dans le cas de la forme sphérique, en théorie, il ne devrait pas y avoir de différence concernant la première couche. Cependant, en raison de la résolution du fichier STL, dans certaines positions, le tringle enveloppant peut être situé perpendiculairement à la direction d'impression, ce qui se traduit par une zone de couche légèrement plus grande. L'amplitude de l'écart n'est pas significative, et comme en réalité une sphère parfaite ne se connecterait au plateau de construction qu'en un seul point, la valeur de la surface de la première couche peut être négligée. Ici, il convient de mentionner qu'après le processus de soudage, la pièce doit être usinée du plateau de construction via une technologie d'écaillage, donc pour assurer la sécurité du produit fabriqué, une structure de type support doit être placée entre la pièce et le plateau. Le concept de la surface maximale de la première couche pour l'optimisation vise uniquement à fournir un guide supplémentaire pour le concepteur. L'importance de cette condition peut être considérée par l'utilisateur.

Comme on peut le voir dans le tableau 4, la forme en U a donné 4 positions optimales identiques, et en évaluant avec les zones, elle peut être limitée à deux. Les orientations 0–0 et 180–180 reposent toutes deux sur la surface plane inférieure, comme on peut le voir sur la Fig. 6.

Les résultats de la forme Special-sphere offrent une autre approche pour évaluer et déterminer ce que nous appelons l'orientation optimale. Ici, le nombre minimal de surfaces n'est pas associé à la surface maximale de la première couche. En termes de proportions, la différence n'est pas significative, mais on peut supposer que pour certaines formes très complexes la mise en place peut être problématique. L'éq. (3) peut aider l'utilisateur à déterminer quelle est la condition la plus nécessaire pour l'optimisation.

où O(alpha, beta) est l'orientation tournée, Afirst est la zone de la première couche, Nsurf est le nombre de surfaces ininterrompues et w = (0,…, 1) est une valeur constante, qui peut être définie par l'utilisateur en fonction de ses préférences. Par exemple, si l'utilisateur suppose que la zone de la première couche n'a pas une grande importance, la valeur de w peut être choisie comme un nombre relativement plus grand et l'algorithme se concentrera principalement sur la recherche de l'orientation où le nombre de surfaces est le minimum.

L'orientation optimale acquise, telle que démontrée dans les résultats et l'explication, produirait la meilleure valeur minimale du nombre de surfaces individuelles, ce qui entraînerait moins de déficits de soudage, comme le montre la Fig. 1. L'écart entre le minimum réalisable et la situation la plus défavorable, qui est le maximum, dépend néanmoins fortement de la complexité de la géométrie. Dans le cas d'une sphère, par exemple, chaque orientation imprimée produira le même résultat car l'objet a un nombre infini de projections symétriques, mais dans le cas de la sphère spéciale, même une légère différence d'angle peut affecter de manière significative le nombre produit de surfaces individuelles.

Un algorithme a été développé pour déterminer l'orientation d'impression la plus optimale afin de minimiser les défauts de fabrication spécifiques au WAAM. L'enquête a été réalisée sur le fichier STL de certaines géométries de pièces représentatives, et pour créer l'algorithme, le logiciel MATLAB a été utilisé. Aux points de départ et d'arrivée des cordons de soudure, une imprécision géométrique importante et un défaut de propriété mécanique peuvent être observés, tels qu'une dureté et des propriétés de traction inhomogènes au sein de la pièce. Comme il est inhérent à la technologie, cet effet ne peut pas être totalement éliminé mais peut être minimisé. Ceci peut être réalisé en sélectionnant de manière appropriée l'orientation de construction de la géométrie concernant le processus d'impression. Dans cet article, l'algorithme proposé a pu trouver l'orientation de construction optimale avec une très faible complexité et les deux paramètres suivants ont été examinés par ordre de priorité :

En utilisant l'approche proposée, l'imprimante est sur le point de fabriquer moins de surfaces ininterrompues, de sorte que le risque qu'un tel défaut géométrique se produise est diminué.

Dans le cas de plusieurs résultats optimaux, celui qui a la couche initiale maximale doit être sélectionné, ainsi une connexion de plaque de construction suffisante peut être obtenue.

Les ensembles de données utilisés et/ou analysés au cours de l'étude en cours sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

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T. Milligan, rapport de projet sur CD-ROM, sd

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Le projet "Application Domain Specific Highly Reliable IT Solutions" a été mis en œuvre avec le soutien du Fonds national de recherche, de développement et d'innovation de Hongrie, financé dans le cadre du programme de financement du programme d'excellence thématique TKP2020-NKA-06 (sous-programme des défis nationaux).

Financement en libre accès fourni par l'Université Eötvös Loránd.

Faculté d'informatique, Université Eötvös Loránd, Institut de technologie Savaria, Szombathely, Hongrie

Yazan Alomari, Márton Tamás Birosz & Andó Mátyás

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Tous les auteurs ont examiné le manuscrit.

Correspondance à Yazan Alomari.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Alomari, Y., Birosz, MT & Andó, M. Optimisation de l'orientation des pièces pour le processus de fabrication additive de fil et d'arc pour les formes convexes et non convexes. Sci Rep 13, 2203 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-29272-x

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Reçu : 18 novembre 2022

Accepté : 01 février 2023

Publié: 07 février 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-29272-x

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