Integration of Computer Aided Process Planning to Rapid Prototyping and Manufacturing for the use of 4 axis Computer Numeric Controlled Mills

Pronckus, Mindaugas Augustas

4. term

Medialogy, Master

2017

2017-01-31

39

Mange makerspaces bruger avancerede værktøjer, som kan være svære at anvende uden høj teknisk kunnen. Et eksempel er den 4-aksers CNC-fræser, en computerstyret maskine der kan rotere emnet for at bearbejde flere sider. Dette speciale undersøger, hvordan sådanne maskiner bedre kan integreres i det daglige arbejde. Med afsæt i hurtig prototyping, hurtig fremstilling og computerunderstøttet procesplanlægning er der designet og implementeret et tilføjelsesprogram til Fusion 360. Tilføjelsen analyserer 3D-modellen af emnet og hjælper brugeren med at vælge passende parametre og bearbejdningsorienteringer til roterende operationer ved 4-aksers fræsning. Funktionaliteten blev vurderet gennem et online eksperiment, hvor tilføjelsens ydeevne blev sammenlignet med en lille gruppe på otte deltagere, som for de fleste var erfarne CNC-brugere. Samlet set klarede tilføjelsen sig bedre end deltagerne. Resultaterne peger også på, at løsningen kan forenkles ved at fokusere på rækkefølgen af de bearbejdningsorienteringer, som brugeren allerede har defineret, med henblik på at reducere den samlede bearbejdningstid. Trods de positive fund kræves yderligere tests med større deltagergruppe og flere 3D-modeller for mere sikre konklusioner. Da ikke alle implementerede funktioner indgik i funktionalitetstesten, er der behov for ekstra brugeroplevelsestests for at vurdere anvendeligheden.

Many makerspaces rely on complex tools that can be difficult to use without advanced skills. One example is the 4-axis CNC mill, a computer-controlled machine that can rotate the workpiece to reach different sides. This thesis examines how to better integrate such machines into everyday making. Drawing on rapid prototyping, rapid manufacturing, and computer-aided process planning, the project designs and implements an add-on for Fusion 360. The add-on analyzes the 3D model of a part and helps users choose appropriate parameters and machining orientations for rotary operations in 4-axis milling. Functionality was evaluated through an online experiment that compared the add-on’s performance with a small group of eight participants, most of whom were experienced CNC users. Overall, the add-on outperformed the participants. The results also suggest the solution could be simplified by focusing on sequencing the machining orientations already defined by the user, with the goal of reducing total machining time. Despite these positive findings, further testing with a larger sample and additional 3D models is needed for stronger conclusions. Because not all implemented features were included in the functionality test, additional user experience evaluation is required to assess usability.

[This abstract was generated with the help of AI]

CNC ; 4 axis ; rotary ; makerspace ; fab lab ; optimisation ; Fusion 360

Download
View record in AAU Student Projects