Framework para otimização dos movimentos de reposicionamento em manufatura aditiva por extrusão de material

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Weller, Tiago Rodrigues
• Orientador(a): Volpato, Neri
• Banca de defesa: Silva, Jorge Vicente Lopes da , Foggiatto, Jose Aguiomar , Magatão, Leandro , Volpato, Neri , Siqueira, Paulo Henrique
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Impressão tridimensional; Ciclo de vida do produto; Produtos industrializados; Programação linear; Plásticos - Extrusão; Framework (Programa de computador); Heurística; Otimização combinatória; Three-dimensional printing; Product life cicle; Manufactures; Linear programming; Plastics - Extrusion; Framework (Computer program); Heuristic; Combinatorial optimization
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4763

O tempo de fabricação é uma questão importante na manufatura aditiva baseada no princípio de extrusão de material, devido ao princípio de deposição e também a necessidade de um grande número de reposicionamento do cabeçote extrusor entre as trajetórias de deposição (contornos e trechos de rasters). O tempo gasto em reposicionamentos, geralmente chamado de tempo improdutivo, pode ser minimizado através da aplicação de algoritmos de otimização. Neste trabalho, o problema de otimização dos movimentos de reposicionamento é detalhado buscando aumentar o seu entendimento, propondo assim formas de reduzir sua complexidade computacional. A partir do entendimento do problema foi proposto um framework como método para estruturar, decompor e simplificar a sua solução. O framework foi dividido em quatro (4) etapas principais e foi idealizado de forma a permitir a aplicação de diferentes métodos de pesquisa operacional. A primeira etapa envolve alguns métodos inovadores para reduzir o tamanho do problema. Para testar o framework proposto as demais etapas foram implementadas, através de modelos de programação linear inteira mista (MILP) e metaheurísticas de busca tabu. Três casos de diferentes complexidades foram analisados e comparados com um algoritmo guloso clássico e um algoritmo de inserção do vizinho mais próximo com 2-opt. Os resultados mostraram que a estrutura foi eficaz em lidar com esse problema e, para os casos analisados, foi possível reduzir consideravelmente a distância de reposicionamento do cabeçote extrusor. A simplificação do problema para casos mais complexos ainda precisa ser analisada.