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RLW Toolboxes: Remote Laser Welding (RLW) becomes more accessible and competitive compared to traditional resistance spot welding (RSW) - [RLW Toolboxes: La saldatura Laser Remota (RLW) diventa piu accessibile e competitiva rispetto alla classica saldatura a resistenza a punti (RSW)]
No full textLa Saldatura Laser Remota (RLW) è una tecnica di giunzione molto più recente della più nota, consolidata (soprattutto nel campo automotive) e ampiamente utilizzata tecnica di saldatura a resistenza a punti (RSW). Ai numerosi vantaggi che offre la RLW rispetto alla RSW (elevata velocità di processo, minor numero di robot, ridotto spazio operativo di lavoro, riduzione complessiva dei costi di processo) si affiancano però maggiori problemi di pianificazione del processo di giunzione e di controllo di qualità dei giunti saldati. La Comunità Europea ha finanziato a partire dal mese di gennaio 2012, e su fondi del Settimo Programma Quadro FP7, un progetto appena conclusosi dal titolo "RLW Navigator - Remote Laser Welding System Navigator for Eco & Resilient Automotive Factories" che ha lo scopo di sviluppare un innovativo Navigatore di Processo per configurare, integrare, testare e validare applicazioni sull'uso della RLW in ambiente automobilistico per soddisfare le sempre più pressanti necessità di frequenti cambiamenti di condizioni operative e di previsioni di mix di prodotti da gestire contemporaneamente.
Il risultato del progetto è un insieme di toolbox che offrono strumenti utilissimi per la pianificazione e il controllo del processo di giunzione con la RLW. Il termine Optimisation ben identifica la parola chiave alla base dello sviluppo delle soluzioni ICT-based offerte dal progetto: ottimizzazione della stazione di lavoro analizzando molteplici configurazioni di layout (system configuration optimisation), ottimizzazione del percorso del braccio robotizzato e della sequenza di giunzione, noti i parametri del processo (sequencing and robot path planning optimisation), ottimizzazione del sistema di fissaggio delle parti a partire dall'identificazione, quantificazione e modellazione degli errori del processo (fixture/clamp_layout optimisation), ottimizzazione dei parametri di controllo del laser per garantire la qualità attesa delle giunzioni (process parameter optimisation).
Le soluzioni ottenute consentono di Navigare attraverso l'intero percorso di pianificazione, progettazione, simulazione e verifica del processo di assemblaggio con l'uso della RLW offrendo soluzioni singole ed integrate non presenti sul mercato dei software di simulazione. L'interesse per i risultati ottenuti è anche più ampio se si pensa alla possibilità di utilizzare i tool sviluppati, anche in forma separata, in contesti differenti dal settore automotive, come quello aerospaziale e dei beni di consumo
SVILUPPO DI PROCEDURE CAD PER LA RICOSTRUZIONE GEOMETRICA AUTOMATICA DI UNA MANDIBOLA UMANA
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Surrogate-based optimization of FFF build orientation for enhanced tensile strength, flatness, and surface roughness
No full textThe performance of parts produced using fused filament fabrication, a widely adopted additive manufacturing technology, is significantly influenced by build orientation. While previous studies have explored the effects of part orientation on mechanical and geometrical properties individually, their simultaneous interactions remain underexplored. This study addresses this gap by investigating the combined impact of build orientation, defined by three angles (
), on tensile strength, flatness deviation, and surface roughness of PET-G (Polyethylene Terephthalate Glycol) specimens. The methodology consists of two stages: (i) an experimental campaign to establish the relationships between orientation angles and the output variables, and (ii) a surrogate-based optimization approach, employing the weighted-sum method and genetic algorithm to identify configurations that achieve optimal compromises between mechanical and geometrical properties. Results demonstrate a strong dependency of all outputs on the orientation angles, particularly the out-of-plane rotation, and a negative correlation between tensile strength and geometrical quality metrics. Optimal performance is confined to specific regions of the input space, emphasizing the importance of a precise orientation control. A graphical approach, inspired by Voronoi-like regions, illustrates the interdependencies among outputs and maps achievable compromises in the output space. These optimal zones correspond to limited regions in the input space. Moving away from these configurations results in a rapid decline in performance, underscoring the sensitivity of the process to build orientation and the need for tightly defined parameters to ensure high-quality parts
Simultaneous impact of build orientation on mechanical properties, geometrical measurements and surface roughness in material extrusion manufacturing
No full textPurpose
This paper aims to investigate how the build orientation simultaneously affects the tensile properties, geometrical measurements and surface roughness in material extrusion (MEX) produced parts.
Design/methodology/approach
An extensive experimental campaign was designed and carried out to elucidate the relationship between the rotation angles (input), defining the part orientation within the build volume, and the (output) variables measured by using 3D models reconstruction, roughness tester and tensile testing machine. Response surface methodology is used to capture the trend of each output relative to the input, while principal component analysis is used to identify relationships among outputs, providing a holistic understanding of how build orientation simultaneously influences mechanical properties, geometrical measurements and surface characteristics.
Findings
The study reveals that build orientation significantly affects nearly all output variables, with a pronounced dependency on the out-of-plane rotation angle. A key finding is the inverse correlation between mechanical strength and both geometrical measurements and surface roughness. This indicates that optimizing build orientation can enhance mechanical strength while minimizing geometrical defects.
Originality/value
This research, a newer addition to the existing literature, contributes to the field of additive manufacturing (AM) by offering an innovative analysis of the interaction between mechanical properties, geometric precision and surface roughness in relation to build orientation. It enhances the understanding of MEX processes and provides valuable insights into optimizing build orientation, thereby improving the competitiveness of AM over traditional production methods
Fixture capability optimisation for early-stage design of assembly system with compliant parts using nested polynomial chaos expansion
No full textThis paper introduces the novel concept of fixture capability measure to determine fixture layout for the best assembly process yield by optimizing position of locators and reference clamps to compensate stochastic product variations and part deformation. This allows reducing the risk of product failures caused by product and process variation. The method is based on three main steps: (i) physics-based modelling of parts and fixtures, (ii) stochastic polynomial chaos expansion to calculate fixture capability, and (iii) fixture capability optimisation using surrogate modelling. The methodology is demonstrated and validated using the results of an aerospace wing sub-assembly joined by riveting technique
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