Алгоритми та методи в динамічних задачах оптимального розміщення доріжок у тривимірному друку

Автор(и)

  • O.O. Kuzenkov

DOI:

https://doi.org/10.34185/1562-9945-2-157-2025-16

Ключові слова:

математичне моделювання, теорія оптимального розбиття множин, динамічна задача, 3-D друк, оптимальна траєкторія.

Анотація

Робота присвячена вивченню алгоритмів і методів розрахунку оптимальних тра-єкторій при 3-D друці в динамічній постановці задачі теорії оптимального розбиття множин. Актуальність цього завдання полягає в значній актуалізації 3-D друку, як при виготовленні медичної, військової, так і виробів подвійного призначення. У наш час технологічні рішення для 3-D друку дозволяють користувачам виготовляти деталі від дитячих іграшок із пластику до деталей ракет із високолегованої сталі. В умовах війни 3D-друк став для України інструментом удосконалення зброї, що дозволяє створюва-ти експериментальні продукти в невеликих кількостях без ресурсомістких досліджень, досліджувати їх ефективність та застосовність на практиці, вдосконалювати та запускати в масове виробництво. У статті розглянуто математичні аспекти побудо-ви траєкторій 3-D друку з урахуванням обмежень, що висуваються виробниками в ма-тематичній постановці. Такий підхід дозволяє отримати оптимальні рішення, мінімізувати час і витрати на доопрацювання деталей, і в цілому скоротити час і витрати на їх виготовлення. Слід зазначити, що такий підхід дуже актуальний в часі, що обумовлено великою кількістю нових винаходів, які розробляються в різних сферах людського існування. Приклади застосування технології показано на простих прикла-даї, які дозволяють оцінити роботу алгоритмів та методів на модельних тривимірних обєктах. Більш складні тривимірні обєкти можна, як правило представити як сукуп-ність простих, що підкреслює актуальність даних досліджень.

Посилання

Lechowicz P., Koszalka L., Pozniak-Koszalka I., Kasprzak A. Path optimization in 3D printer: Algorithms and experimentation system, 2016

Ma Z., Wan W., Song L., Liu C,, Liu H., Wu Y. An Approach of Path Optimization Algo-rithm for 3D Concrete Printing Based on Graph Theory, 2022

Fok K.-Y., Cheng C.-T., Ganganath N., Ho-Ching Iu H., K. Tse C. An ACO-Based Tool-Path Optimizer for 3-D Printing Applications, 2016

Dreifus G., Goodrick K., Giles S., Patel M., Foster R. M., Williams C., Lindahl J., Post B., Roschli A., Love L., Kunc V. Path Optimization Along Lattices in Additive Manufacturing Using the Chinese Postman Problem, 2017

Iori M., Novellani S. Optimizing the Nozzle Path in the 3D Printing Process, 2020

Fok KY., Cheng CT., Ganganath N., Iu HHC., Chi KT. Accelerating 3D Printing Process Using an Extended Ant Colony Optimization Algorithm, 2018

Cheong KJ., Path Optimization For Cooperative Multi-Head 3d Printing, 2020

Kiselova, O.M. Stanovlennia ta rozvytok teorii optymalnoho rozbyttia mnozhyn. Teore-tychni i praktychni zastosuvannia: monohrafiia. Dnipro: Lira, 2018. 532 s. [Ukrainian]

Завантаження

Опубліковано

2025-04-01