Практическое приложение теории базирования для ориентации моделей деталей машин при их аддитивном синтезе на 3D-принтерах

Цель работы - разработка методического, алгоритмического и программного обеспечения базирования моделей деталей машин в рабочей зоне 3D-принтеров на основе анализа их геометрической точности для обеспечения заданных чертежом допусков взаимного расположения поверхностей. Для исследования и решения, поставленных в работе задач, использовались методы теории базирования, теории автоматизации проектирования, системно - структурного анализа и моделирования. Предложена система терминов проектного базирования при аддитивном синтезе, которая за счет определения понятий геометрической модели детали, приоритетного допуска, состава и комплекта баз, схемы базирования позволила предложить последовательность процедур базирования (ориентации) моделей деталей машин в рабочей зоне 3D-принтеров. Последовательность процедур включает: определение и индентификацию возможных составов баз ориентации поверхностей, определение параметров геометрической точности 3D-принтера, формирование базовой системы координат (за счет наложения на модель геометрических связей) и ее привязку к системе координат 3D-принтера и уже на стадии проектирования дает возможность оценить достижимость заданных чертежом допусков взаимного расположения поверхностей, а также рекомендовать варианты ориентации модели детали в рабочей зоне 3D-принтера для обеспечения допусков взаимного расположения. Представление описанной методики на языке теории автоматизации проектирования, алгебры логики и теории алгоритмов дало возможность создать программное обеспечение, позволяющее прогнозировать обеспечение точности допусков взаимного расположения поверхностей при 3D-печати, рекомендовать варианты базирования моделей деталей в рабочей зоне 3D- принтера на основе анализа его геометрической точности для обеспечения допусков взаимного расположения и, как следствие, снизить вероятность печати бракованных деталей. Разработки могут использоваться в: проектных бюро предприятий, использующих 3D- принтеры; IT-компаниях для создания и совершенствования программ - слайсеров; учебном процессе для подготовки специалистов в области производства изделий на основе трёхмерных технологий.