计算机辅助设计软件（计算机辅助设计软件主要用于什么）

激光线增材制造过程中的参数化建模方法近年来，计算机辅助设计技术的发展建立了一种新的设计方法来改进数字模型的创建。新的设计方法称为参数化建模。在本文中，3D金属模型是使用一种新颖的参数化建模方法打印的。这种方法的目标是使用参数化设计功能通过激光线增材制造(LWAM)工艺模拟和打印3D金属物体。所提出的方法包括模式创建和机器人目标分配，同时考虑了LWAM和机器人系统的几个过程要求。该技术将允许开发自适应机器人工具路径以实现良好的沉积过程。最后，模拟并沉积了一面墙、一个圆柱体和一个复杂的形状，以验证所提出的方法。 介绍参数化建模与工业机器人之间的关联开辟了使用增材制造技术(AM)创建产品的新途径。其中AM只是一种3D打印机设备，通常仅限于制造中小型零件。尽管如此，今天的增材制造设备也可以像在金属增材制造领域一样制造大型物体。 金属增材制造工艺始于1990年代后期。根据金属沉积所用能源的不同，金属增材制造可分为电弧增材制造、电子束增材制造和激光增材制造。从增材形式来看，激光增材制造可分为粉末基和线材基激光增材制造。在本研究中，我们将重点关注激光线增材制造(LWAM)技术。 LWAM的过程包括使用能源熔化金属丝以形成液态熔池珠。然后逐层添加珠子以形成最终物体，如图1所示。今天，该工艺的应用可以在汽车领域、飞机、医疗植入物、牙科修复，甚至时尚领域找到。尽管AM取得了进步，但在工艺适用性、成本和沉积工艺参数方面仍然存在许多挑战。然而，AM（尤其是LWAM）的主要挑战之一是对系统软件和硬件组合的理解和了解。另一方面，3D技术通常采用标准G代码来打印最终零件。3D打印机仅使用G代码的线性命令来定义打印路径，无论运动是线性的还是圆形的。因此，G代码对于创建曲线变得复杂，因为使用许多直线来近似曲线，因此，G代码技术的一个问题是它可能不足以创建复杂的零件。此外，对于机器人可用的复杂物体，将G代码转换为3D沉积路径很复杂。这些额外的工作经常导致模拟错误、时间损失和过程错误。 为了克服这些限制，开发了一种称为参数化建模(PM)的方法，使用机器人进行3D打印，用于大规模制造过程和复杂物体。计算机辅助设计技术的发展要求创建这种方法来改进数字模型的创建。PM方法有助于工业中3D打印的发展，使用自动逐层沉积工艺来大规模制造零件。很少有研究报告使用3D打印技术中的参数化设计。在中，介绍了与开发参数化设计算法和用于3D粘土打印增材制造的自动化系统相关的两项工作。在中，作者给出了使用参数化环境和机器人进行3D粘土打印的见解。展示了使用工业机器人开发3D打印土基和粘土基材料的参数集成算法。另一方面，介绍了混凝土3D打印的概述以及小型3D混凝土打印亭的在线参数化定制和制造。使用参数化设计方法，使用熔融沉积建模(FDM)工艺创建3D打印的可穿戴时尚产品。这项工作证明了参数化设计方法的特点可以生产时尚产品。在有限元环境中使用参数化算法来模拟弯曲梁晶格结构。数值结果与实验结果的比较证实了该方法的有效性，可用于不同的实体形状。最后，Lim等人。提出了一种参数化设计，可以为大规模施工过程生成弯曲的分层打印路径。脚本语言用于切片层并提供可交互调整的打印路径以适应各种形状。路径被转换为G代码和额外的CNC相关命令，例如喷嘴开/关和泵启动/停止命令、泵的速度控制等。根据简要介绍，据作者所知，参数化建模方法尚未开发和适应LWAM技术。因此，这项工作旨在使用LWAM过程中的新型参数化建模设计框架打印3D金属模型。更具体地说，所提出的参数化模型包括主要工艺参数（功率、送丝速度、行进速度、焊珠几何形状），跳过G代码转换步骤并直接为分配的机器人提供3D打印代码。所提出的方法还提供了一种用户友好的方法来打印金属物体并考虑到不同的工艺要求。为了进行验证，将模拟墙壁、空心圆柱体和复杂形状模型并通过实验打印，以确认所提出方法的可行性。