ساخت قطعات بدون نیاز به تکیه گاه به کمک پرینتر fdm پنج درجه آزادی با سازوکار موازی

فرآیند لایه نشانی ذوبی (fdm) به دلیل هزینه پایین و همچنین قابلیت تولید با محدوده وسیعی از مواد پلیمری گرمانرم، برای نمونه سازی سریع بسیار مناسب است. برای ساخت برخی قطعات پیچیده و افزایش کیفیت، می توان با افزایش درجات آزادی حرکتی پرینتر بیش از سه محور، امکان چاپ مدل پیچیده در جهات مختلف را بوجود آورد. برای این منظور در این مقاله یک پرینتر سه بعدی پنج درجه آزادی معرفی و طراحی و ساخت آن مورد بررسی قرار گرفته و قابلیت هایی که این پرینتر نسبت به سایر پرینترهای سنتی دارد مورد بحث قرار گرفته است. پرینتر معرفی شده در مقاله یک مکانیزم موازی چهار درجه آزادی است که با اضافه شدن یک درجه آزادی دورانی به سکوی متحرک مجموعاً دارای پنج درجه آزادی حرکتی می باشد. به منظور ایجاد مسیر حرکت پرینتر سه بعدی با پنج درجه آزادی، نرم افزار کَم با زبان برنامه نویسی پایتون توسعه داده شده است که برنامه حرکتی مسیر مورد نیاز برای پرینت قطعه را تولید می کند. برای کنترل سخت افزاری پرینتر، یک نرم افزار بر پایه چارچوب نرم افزار منبع باز رپیتایر طراحی شده است. نرم افزار اصلی رپیتایر تنها سه محور حرکتی را کنترل می کند، در حالیکه با تغییرات ایجاد شده در این نرم افزار، امکان کنترل پنج محور و همچنین اضافه کردن سینماتیک معکوس به آن فراهم گردیده است. با استفاده از این نرم افزار امکان پرینت قطعه با استفاده از پنج محور حرکتی و بدون نیاز به تکیه گاه وجود دارد. 

manufacturing of supportless parts using 5-dof fdm printer based on parallel mechanism

fused deposition modeling (fdm) is one of the most common 3d printings technologies. low cost and the ability to produce models using wide range of thermoplastic polymers, makes this process suitable for rapid prototyping and manufacturing some commercial parts. the manufacturing complicated parts and increasing their qualities are possible, using more than three degrees of freedom printers. in this paper, a 5-dof 3d printer is introduced. the mechanism of this printer is 4-dof parallel mechanism with one additional degree of freedom resulting from rotation of printer bed about z-axis. in order to generate tool path for 5-dof printer, a cam software was developed with python. for controlling the printer, control software was designed based on open-source repetier framework. since original framework only supports 3-axis printers, source code needed to be changed such as extending source code to support 5-axis and adding mechanism inverse kinematics. by using this 5-dof mechanism, the prints of complicated parts without using the support are possible.