הכלי החדש של חברת Markforged Performance Advisor – חלקים חזקים יותר בלחיצת כפתור
חברת Markforged, המובילה בייצור מדפסות תלת ממד לחלקים חזקים ועמידים, מציגה את Performance Advisor – כלי אוטומטי הממליץ על הגדרות הדפסה מיטביות להשגת חלקים חזקים יותר תוך שמירה על עלויות וזמן הדפסה מינימליים. הכלי מנתח אוטומטית את החלק ומציע שיפורים ללא צורך באינפוט מהמשתמש. אם אתם מחפשים לשדרג את ביצועי ההדפסה שלכם בצורה פשוטה ואפקטיבית, הכלי החדש של Markforged הוא הפתרון המושלם עבורכם.
חברת Markforged מובילה בייצור מדפסות תלת ממד לחלקים חזקים ועמידים וזו אחת המוטיבציות העיקריות של בתי עסק לרכוש מדפסות מתוצרתה. השלב הראשון ביצירת חלקים חזקים עם מדפסות Markforged הוא בהגדרות ההדפסה
ב-Eiger. בחירת ההגדרות משפיעה על התכונות המכניות והביצועים של החלק. זה ברור שהוספת חיזוק סיבים רציפים תחזק חלק בצורה משמעותית, אבל פחות ברור מה תהיה ההשפעה בהוספת דפנות חיצוניים (Outer walls) או הגדלת אחוז צפיפות המילוי (Infill). לקוחות מבקשים ליצור חלקים חזקים אך לא על חשבון עליה קיצונית בעלות החומר ובזמן ההדפסה. בסופו של דבר, הגדרות ההדפסה האידיאליות הן אלו שמייצרות חלק חזק שמודפס ביעילות – חלק שמאזן תכונות מכניות עם עלויות מינימליות ובזמן ההדפסה קצר.
ניתן להשתמש בכלי Simulation של Markforged כדי ללמוד כיצד שינויים בהגדרות ההדפסה משפיעים על ביצועי החלק, ולבצע אופטימיזציה למשך ולעלות ההדפסה. עם זאת, סימולציה דורשת לדעת מראש את מאפייני השימוש בחלק – כיצד החלק רתום וכיצד הוא מועמס כאשר הוא בשימוש – מידע שלעיתים קרובות אינו ידוע במדויק למשתמשים.
מה אם אפשר היה לשפר את ביצועי החלק מבלי להגדיר את תנאי ההעמסה מראש? ומה אם האופטימיזציה הייתה כל כך קלה שכל התהליך היה אוטומטי לחלוטין?
חלקים חזקים יותר – באופן אוטומטי
כדי להתמודד עם אתגר זה, Markforged פיתחה שיטה חדשה לניתוח ביצועי חלקים מודפסים שמסוגל להמליץ על הגדרות הדפסה שיהפכו את החלקים
שלך לחזקים יותר, תוך שמירה על עלויות וזמן הדפסה מינימליים.
החלק הטוב ביותר הוא שהתהליך הוא אוטומטי לחלוטין – אין צורך ב"אינפוט" של המשתמש כדי להשתמש בכלי. לאחר שתעלו חלק להדפסה
ל-Eiger (הסלייסר של מארקפורג'ד) כלי ה-Performance Advisor ינתח אוטומטית את החלק וימליץ על הגדרות הדפסה. ההגדרות ישפרו את החוזק תוך כדי איזון ושאיפה לעלות חומר נמוכה ומשך הדפסה קצר. המשתמשים יכולים להחליט האם שיפור הביצועים מצדיקים את העלות הנוספת וזמן ההדפסה. ניתן להחיל את ההגדרות המומלצות בלחיצה אחת או להתעלם מהן ולהמשיך בתהליך העבודה ב-Eiger.
האם חלק שחזק ב-43% שווה 25 דקות נוספות של זמן הדפסה ועלות חומר של 0.40$? הבחירה בידיים שלך.
איך זה עובד?
הגיע הזמן לצלול ולהסביר את הטכנולוגיה מאחורי ה-Performance Advisor. המהנדסים של Markforged פיתחו אלגוריתם מבוססת פטנט כדי להתמודד עם האתגר של ביצוע ניתוח מכני מבני, מבלי לדעת מראש את תנאי ההעמסה והריתום של החלק. האלגוריתם מחשב את האופן שבו גיאומטריית החלק מושפעת מתנודות באופן טבעי של גיאומטריית החלק ומשמשות כדי לחקור את ההשפעה של הגדרות ההדפסה על ביצועי החלק.
התמונה למטה מציגה את הצורה האופיינית של מצב עצמי באנרגיה הנמוכה ביותר עבור חלק בצורת L. זו אחת הצורות שבהן חלק זה היה מתנודד באופן טבעי. תארו לעצמכם שאתם מדפיסים את החלק הזה ומכופפים אותו בידיים שלכם – סביר להניח שזו הצורה שהייתם מקבלים מכיוון שזו הצורה (או המצב) עם הכי פחות התנגדות לכיפוף. צורה זו מספקת ל-Performance Advisor מידע על האזורים של החלק הרגישים ביותר לעיוותים ולמאמצים ומאפשרת לו למצוא הגדרות הדפסה שהופכות את האזורים הללו לחזקים יותר.
צורת התנודה הטבעית באנרגיה הנמוכה ביותר של החלק. העיוות הוגזם מאוד כדי להדגיש את הצורה.
חישוב התדר העצמי של האנרגיה הנמוכה ביותר הוא הצעד הראשון. השלב השני הוא להפעיל תהליך אופטימיזציה על ידי למידת מכונה (Machine learning), שמקבל ציונים להגדרות ההדפסה באמצעות שלושה משתנים:
- חוזק
- עלות חומר
- זמן הדפסה
הגדרות הדפסה שמדורגות עם ציון גבוה מבחינת הפרמטרים: חוזק, עלות מינימלית וזמן הדפסה מינימלי, נחשבות לאופטימליות. תצורות כאלה הן מה ש-Performance Advisor שואף להמליץ עליהן.
מגבלות המערכת
היכולות של Performance Advisor ישתפרו עם הזמן. בשלב זה אלו מגבלות הכלי:
- חומר ההדפסה הנתמך על ידי המערכת הוא Onyx (PA6+CF).
- שכבות מעטפת (Walls) ושכבות גג ורצפה (Roofs & Floors) הן הגדרות ההדפסה היחידות שעוברות שינוי.
- תבנית המילוי הפנימי (Infill) היא משולשים (Triangles) וצפיפות המילוי המוגדרת כברירת מחדל נשמרת קבועה (37%).
- ייתכן ש-Performance Advisor לא יוכל לנתח חלקים עם כמות פוליגונים גבוהה באופן חריג.
ניתוח חוזק מתקדם עם כלי Markforged Simulation
Performance Advisor הוא כלי מהיר וקל להשגת חלקים חזקים יותר, במיוחד כאשר מאפייני העמסה של החלק אינם ידועים מראש. עבור יישומים שבהם המידע הזה קיים, Simulation הוא הכלי המועדף.
עם Simulation, משתמשים מגדירים את תנאי הריתום והעמסה של החלק (המייצג את האופן שבו החלק מועמס בעולם האמיתי) ומחושב מקדם בטיחות המספק אומדן של חוזק החלק, בניגוד ליחס חוזק שמספק Performance Advisor. יתרה מכך, אם לחלק יש דרישות ספציפיות כגון מקדם בטיחות, ושקיעה מקסימלית מותרת, כלי ה-Simulation יכולה להתאים את הגדרות ההדפסה כדי לעמוד ביעדים הללו, תוך שמירה על עלות החומר ומשך ההדפסה למינימום.
האינפוט של המשתמש בשילוב עם Finite Element Analysis (FEA) המותאם לתהליך הייצור של טכנולוגיית הדפסה FDM, מביאים להערכות חוזק מציאותיות ומדויקות יותר בהשוואה ל-Performance Advisor.
Simulation אחראית על היישום של החלק בעולם האמיתי ומספקת תובנות מפורטות יותר בהשוואה ל-Performance Advisor.
ההבדלים העיקריים בין Simulation ל-Performance Advisor הם:
מקרה שימוש
Simulation דורשת הגדרת תנאי שירות החלק, כלומר התוצאות שנוצרו מבוססות על האופן שבו החלק ישמש בעולם האמיתי.
Performance Advisor אינו תלוי במקרה שימוש. המשמעות היא שיחס החוזק שמחושב אינו ספציפי לאופן ההעמסה של החלק.
חוזק
Simulation מחשבת מקדם בטיחות, שמציג את העומס בו החלק יתחיל להיכשל.
Performance Advisor מספק את שיעור שיפור החוזק ביחס לחלק עם הגדרות ברירת המחדל. הוא אינו מספק שום מידע על העומס שהחלק יכול לעמוד בו.
טכנולוגיה
Simulation מופעלת על ידי מנוע ניתוח אלמנטים סופיים (FEA), המותאם לשיטת הייצור של הדפסת חוט (FDM).
Performance Advisor משתמש במתודולוגיית ניתוח ממתינה לפטנט, המבוססת על התדר העצמי עם האנרגיה הנמוכה ביותר של החלק.
זמינות
Simulation זמינה בתוכנית המנוי Advanced Digital Forge.
Performance Advisor זמין ללא עלות לכל המשתמשים שיש להם מדפסת רשומה ב- Eiger online.
לסיכום, Performance Advisor מספק דרך מהירה וקלה להדפיס חלקים חזקים יותר, באופן אוטומטי וללא צורך באינפוט מהמשתמש. מכיוון שהוא מבטל את הצורך להגדיר את תנאי ההעמסה והריתום של החלק, הוא מביא את היתרונות של כלי סימולציה לכל לקוחות Markforged. בסופו של דבר, הוא מספק חלקים חזקים יותר תוך שמירה על איזון של עלויות הדפסה וזמן ההדפסה – הכל בלחיצת כפתור.
מקור המאמר : Markforged
עריכה: גיא ירוס. מהנדס אפליקציה הדפסה בתלת ממד. סיסטמטיקס
