دانلود ترجمه مقاله مدل همپوشانی چندمهره ای برای ساخت سیم و قوس روبوتیک

1. مقدمه 2. مدل سازی تک مهره ای 3. مدل همپوشانی چند مهره ای 4. تایید تجربی برای مدل همپوشانی 5. نتیجه گیری

چکیده – ساخت افزودنی سیم و قوس (WAAM) یک جایگزین نوید بخش برای تولید کسری سنتی برای ساخت اجزاء هوافضای بزرگ است که از نسبت بالای «خرید به پرواز» برخوردار است. از آنجایی که فرآیند WAAM یک قطعه با ابعاد پیچیده را از طریق رسوب دادن مهره های جوشکاری به صورت لایه به لایه تولید می کند، مدل کردن ابعاد یک تک مهره جوشکاری و همچنین فرآیند همپوشانی چند مهره ای برای دستیابی به کیفیت سطح و دقت ابعادی بالای قطعات ساخته شده، مهم است. این تحقیق ابتدا مدلهایی برای تک مهره جوش از طریق روش های برازش منحنی مختلف ایجاد می کند. نتایج تجربی نشان می دهند که توابع سهموی و کسینوسی بدقت پروفایل مهره را نشان می دهند. اصل همپوشانی سپس برای مدل کردن ابعاد و هندسه همپوشانی چند مدل به همدیگر، به تفصیل گفته می شود. مدل همپوشانی مماسی (TOM) ایجاد می شود و مفهوم فاصله مرکز بحرانی برای فرآیند همپوشانی چند مهره ای پایدار، ارائه می گردد. TOM پیشنهادی نشان داده است که تقریب بسیار بهتری برای اندازه گیری های تجربی در مقایسه با مدل همپوشانی بالا تخت (FOM) سنتی، فراهم می سازد. این امر در برنامه ریزی فرآیند برای دستیابی به دقت هندسی و بازده موادی بهتر در تولید افزودنی ، بسیار مهم است. مقدمه: ساخت و تولید افزودنی (AM) یک جزء یا قطعه را از طریق رسوب دادن لایه به لایه مواد ایجاد می کند، بجای آنکه با بلوک های خام ابعاد بزرگتر شروع به کار شود و مواد ناخواسته جدا شوند، همانگونه که در ساخت و تولید کاهشی یا تفریقی متداول این کار انجام می شود. AM یک جایگزین نویدبخش برای تولید قطعات ساخته شده از مواد گرانقیمت مانند تیتانیوم و نیکل در صنایع هوافضا هستند، صنایعی که چنین قطعاتی اغلب از نسبت «خرید به پرواز» واقعاً زیاد رنج می برند.تکنیک های بسیاری برای ساخت سازه های فلزی در AM ابداع شده است، مانند زینتر لیزری انتخابی، رسوب دهی مستقیم فلز، تولید شکل آزاد پرتو الکترون، تولید رسوبی شکل، و تولید افزودنی سیم و قوس (WAAM). از نظر اینکه چگونه مواد افزودنی تامین می شوند، در حال حاضر تکنولوژی های محبوب AM می توانند به فرآیند تغذیه پودری و یا تغذیه سیمی تقسیم بندی شوند. فرآیند تغذیه پودری، قادر به ساخت قطعاتی با اندازه کم و دقت ابعادی زیاد است. علاوه بر آن، تولید قطعات با مواد عیارگذاری شده براساس کارکرد (FGM)، نیز امکان پذیر است. از سوی دیگر، روش تغذیه سیمی یک فرآیند پاک تر است و با محیط زیست سازگاری بیشتری دارد، همچنین اپراتورها را در معرض خطرات بالقوه محیط پودر قرار نمی دهد. این فرآیند در مقایسه با فرآیند تغذیه پودری، بازده مصرف مواد بیشتر تا حدود 100 درصد ماده سیم رسوب داده شده در اجزاء را دارد. علاوه بر آن، سیم های فلزی هزینه کمتری دارند و نسبت به پودرهای فلزی دسترسی به آنها راحتتر است ، همچنین خواص مناسبی برای AM دارند و باعث شده تا تکنولوژی تغذیه سیمی، از نظر هزینه ای رقابت پذیری بیشتری داشته باشد.

Wire and arc additive manufacturing (WAAM) is a promising alternative to traditional subtractive manufacturing for fabricating large aerospace components that feature high buy-to-fly ratio. Since the WAAM process builds up a part with complex geometry through the deposition of weld beads on a layer-by-layer basis, it is important to model the geometry of a single weld bead as well as the multi-bead overlapping process in order to achieve high surface quality and dimensional accuracy of the fabricated parts. This study firstly builds models for a single weld bead through various curve fitting methods. The experimental results show that both parabola and cosine functions accurately represent the bead profile. The overlapping principle is then detailed to model the geometry of multiple beads overlapping together. The tangent overlapping model (TOM) is established and the concept of the critical centre distance for stable multi-bead overlapping processes is presented. The proposed TOM is shown to provide a much better approximation to the experimental measurements when compared with the traditional flat-top overlapping model (FOM). This is critical in process planning to achieve better geometry accuracy and material efficiency in additive manufacturing. Introduction: Additive manufacturing (AM) builds up a component through the deposition of materials layer-by-layer instead of starting with an over dimensioned raw block and removing unwanted material, as practised in conventional subtractive manufacturing. AM is a promising alternative for fabricating components made of expensive materials such as titanium and nickel in the aerospace industry where such components often suffer an extremely high buy-to-fly ratio. Many techniques have been developed for manufacturing metal structures in AM, such as selective laser sintering [1], direct metal deposition PI, electron beam freeform fabrication [3], shape deposition manufacturing kg, and wire and arc additive manufacturing (WAAM) [5-7]. With regard to how the additive material is supplied, currently popular AM technologies can be classified as either a powder-feed process or a wire-feed process [8,9]. The powder-feed process is capable of fabricating parts with small size and high geometrical accuracy. In addition, it is possible to produce parts with functionally graded materials (FGM) [10]. On the other hand, the wire-feed approach is a cleaner and more environmental friendly process, which does not expose operators to the potentially hazardous powder environment. Compared with the powder-feed process, it has higher material usage efficiency with up to 100% of the wire material deposited into the component. Additionally, metal wires are lower in cost and more readily available than metal powders having suitable properties for AM, making wire-feed technology more cost-competitive.