3D Nesting - optimalizálja a 3D nyomtatást az Autodesk Fusion segítségével

A nyomtatott alkatrészek optimális elrendezése a 3D nyomtató építési térfogatán belül elengedhetetlen a nyomtató kapacitásának maximalizálásához, a hulladék minimalizálásához és a gyártási folyamatok optimalizálásához. Ez különösen igaz az Autodesk Fusion által támogatott szelektív lézeres szinterezés (SLS) és többsugaras fúziós (MJF) munkafolyamatokra.

A Fusion 3D csomagolási módszerei

A részcsomagolási folyamat, más néven 3D-s illesztés során a különböző illesztési módszerek választása jelentősen befolyásolhatja a hatékonyságot és az eredményeket, mivel minden változatnak megvannak a maga sajátos módszerei és teljesítményjellemzői.

Az Autodesk Fusion három különböző 3D-s illesztési módszert kínál: Bounding Box, Monte Carlo és True Shape. Az alkalmazás három különböző lehetőséget kínál, mert minden módszernek megvannak a maga előnyei, és a felhasználók bizonyos alkalmazásokban bizonyos módszereket előnyösebbnek találhatnak.

Melyek tehát az egyes módszerek előnyei és korlátai?

Határoló dobozokba csomagolás

A határoló dobozokkal történő beágyazás a három módszer közül a legegyszerűbb, és a legjobb választás azok számára, akik még nem ismerik az alkatrészek beágyazását. Ez a módszer az objektum határoló dobozát használja annak kiszámításához, hogy az alkatrészeket hogyan lehet optimálisan beágyazni egy 3D térfogatba. A határoló doboz módszerrel történő beágyazás fő előnye az egyszerűség és a könnyű használat.

A határoló dobozokkal történő beágyazás egyszerűsége azonban korlátozásokkal jár. Nem kínál lehetőséget az alkatrészek forgatására, ami a tér hatékony kihasználásának hiányához vezethet. Ezenkívül a csomagolás során nem képes az alkatrészek duplikálására. Ezért az alkatrészeket a csomagolás előtt manuálisan kell duplikálni. Ezeknek a hátrányoknak ellenére a határolókeret-beágyazás biztosítja, hogy az alkatrészek ne fedjék egymást, és a nem nyomtatható zónák, valamint az előre pozícionált alkatrészek köré is be lehet csomagolni az alkatrészeket. A határolókeret-csomagolás ezért leginkább egyszerű, tömbös alkatrészekhez alkalmas.

Főbb jellemzők:

  • A határoló blokktól való függés alacsonyabb csomagolási sűrűséget eredményezhet

  • Biztosítja, hogy az alkatrészek ne fedjék egymást (összeakadjanak)

  • Képes kezelni a nem nyomtatható, nem építhető zónákat és a rögzített alkatrészeket

  • A csomagolás során nem forgatja el az alkatrészeket

  • A csomagolás során nem másolja az alkatrészeket

Monte Carlo csomagolás

A Monte Carlo csomagolás fejlettebb módszer, mint a Bounding Box. Ez egy transzlációs alapú beágyazási algoritmus, amely véletlenszerűen elrendezett alkatrészeket használ, majd a csomagolás során lefelé mozgatja őket a rendelkezésre álló helyre. A Monte Carlo csomagolóval az alkatrészek elrendezése megakadályozza azok egymásba akadását, mivel mozgatásuk során nem fedik egymást. Az alkatrészek véletlenszerű elrendezése miatt azonban az eredmények nem ismételhetők, ami konzisztenciát igénylő esetekben hátrány lehet.

A Bounding Box módszertől eltérően a Monte Carlo csomagoló egy előfeldolgozási lépést is tartalmaz, amely lehetővé teszi az alkatrészek elforgatását a csomagolás előtt. Ez az előfeldolgozási lépés növeli a térkihasználás hatékonyságát. Nem nyomtatható zónákat is képes kezelni. Összességében az alkatrészek csomagolás előtti elforgatásának képessége és a voxel-alapú beágyazási algoritmusa miatt jobb választás a Bounding Box csomagolóhoz képest azoknak a felhasználóknak, akik nagyobb hatékonyságot keresnek, különösen összetettebb alkatrészek esetén.

Főbb jellemzők:

  • Voxel megközelítés

  • Nester alapú fordítás/eltolás véletlenszerű kezdeti sorrenddel

  • Biztosítja, hogy az alkatrészek ne fedjék egymást

  • Nem nyomtatható zónákat és zárolt alkatrészeket is kezel

  • Az alkatrészek forgatásának lehetősége csomagolás előtt

  • Az alkatrészeket csomagolás közben nem forgatja

  • Az adagoló útvonalától való függés alacsonyabb csomagolási sűrűséget eredményezhet

  • Az alkatrészek véletlenszerű kezdeti elhelyezése miatt nem generál ismétlődő eredményeket

  • A csomagolás során nem duplikálja az alkatrészeket

True Shape csomagolás

A True Shape egy új csomagolási módszer, amely a Monte Carlo módszer utódja, és a felhasználóknak egy újabb nagy teljesítményű 3D-s illesztési változatot kínál. Ez is voxel-alapú megközelítést alkalmaz, és az alkatrészek elhelyezése előtt ellenőrzi a rendelkezésre álló nyomtatási térfogat voxel-ábrázolását. Ez a módszer a csomagolás során teljes forgásvezérlést is biztosít. Ez azt jelenti, hogy bármely alkatrész esetében szabályozhatja, hogy milyen forgás vehető figyelembe, mielőtt az alkatrészt a gyártási térfogatba helyezi. A csomagolóval rendelkezésre álló forgatásvezérlési lehetőségek jelentősen növelik a helykihasználást és a hatékonyságot.

A True Shape csomagolás egyik fő előnye, hogy a csomagolás során nem hoz létre duplikátumokat. Ez a megközelítés sokkal gyorsabb és hatékonyabb, mint a csomagolás előtti kézi duplikátumok létrehozása. A True Shape csomagolás kiküszöböli az alkatrészek voxelizálása utáni duplikátumok újrafeldolgozásának szükségességét, ezzel időt és számítási erőforrásokat takarít meg. Ez teszi a True Shape csomagolót a leggyorsabb módszerré egy alkatrész több példányának illesztéséhez.

Főbb jellemzők:

  • Voxel-alapú megközelítés

  • Biztosítja, hogy az alkatrészek ne fedjék egymást

  • Képes kezelni a nem nyomtatható zónákat és a zárolt alkatrészeket

  • Alkatrészek forgatása a csomagolás során

  • Alkatrészek másolása a csomagolás során

  • Ismételhető eredmények

Következtetés

Összegzésként elmondható, hogy mindhárom elrendezési módszer lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy a részeket térfogatuk vagy kiválasztásuk sorrendje szerint rangsorolják, így rugalmasságot biztosítva az elrendezési stratégiákban. A Bounding Box elrendezési algoritmus egyszerűsége és könnyű használata miatt kiváló választás kezdők számára, de hatékonyságában és rugalmasságában hiányos.

A Monte Carlo és a True Shape beágyazási algoritmusok mindkettő jelentős fejlesztéseket kínálnak azzal, hogy lehetővé teszik az alkatrészek forgatását a beágyazási folyamat előtt, illetve közben, és voxel-alapú beágyazási algoritmusokat használnak. Azonban az általános beágyazási teljesítményt összehasonlítva a True Shape csomagolás a egyértelmű győztes.

Bár a Monte Carlo módszer kiváló választás, a True Shape csomagoló kiemelkedik a jobb algoritmusként. Teljes forgásvezérlést biztosít, zökkenőmentesen alkalmazkodik a komplex geometriákhoz, támogatja az alkatrészek duplikálását a csomagolás során, és ismétlődő eredményeket garantál. Kereskedelmi Fusion licenccel rendelkező felhasználók számára a True Shape Packing kétségkívül a legjobb választás a hatékony és megbízható 3D-s beágyazáshoz.

További információk

Letöltheti a lokalizált CAD/CAM alkalmazást, az Autodesk Fusiont, és kipróbálhatja. További információk az Autodesk Fusion.

(Az eredeti anyag a Fusion blogban)