Utafiti huu unachunguza kama katika vichapishi vya mezani vya uundaji kwa kuweka tabaka za nyenzo iliyoyeyushwa (Fused Deposition Modeling, FDM) vinavyoendeshwa na mota ya hatua ya mzunguko wazi, inawezekana kuanzisha uhusiano unaoweza kufuatiliwa kifizikia kati ya kasi ya uchapishaji iliyoamriwa na masafa ya mtetemo yanayotokana na mfumo wa uendeshaji. Watafiti walitengeneza modeli ya muunganisho wa kielektromekanika (electromechanical coupling, EMT) inayounganisha mota ya hatua, upitishaji wa mkanda sawia na mwendo wa kichwa cha uchapishaji; kisha wakahesabu masafa ya kinadharia ya uendeshaji kwa MATLAB na kuyalinganisha na masafa tawala ya mitetemo yaliyopimwa kwenye boriti ya mhimili wa x ya kichapishi cha mezani cha FDM Creality CR-6. Katika sehemu thabiti za uchapishaji zilizochunguzwa, hitilafu ya jamaa kati ya masafa ya kinadharia na yaliyopimwa ilibaki chini ya %3. Zaidi ya hayo, wakati kasi ya kudumu iliyoamriwa iliongezwa kutoka 40 mm/s hadi 80 mm/s, masafa tawala ya mtetemo yaliyopimwa yaliongezeka kutoka takriban 199,22 Hz hadi 398,44 Hz, na mabadiliko ya takriban mara mbili ya kasi yaliambatana na mabadiliko ya takriban mara mbili ya masafa. Hata hivyo, matokeo yanatumika tu kwa sehemu zilizochaguliwa za mwendo thabiti au karibu na uthabiti; mipito ya kuongeza na kupunguza kasi, aina nyingi za nyenzo, mitambo tofauti ya vichapishi na utambuzi wa kasoro halisi za uchapishaji havijathibitishwa kwa kiasi katika kazi hii.

Mchango mkuu wa utafiti ni kwamba badala ya kutumia masafa fulani tawala katika ishara ya mtetemo kama sifa ya majaribio pekee, unaunda rejea ya kinadharia inayoweza kufuatiliwa inayounganisha masafa hayo na amri ya mota pamoja na jiometri ya upitishaji wa kimitambo. Hivyo, katika usanidi fulani wa kichapishi, masafa yanayotarajiwa ya uendeshaji ya sehemu ya njia ya zana yenye kasi thabiti yanaweza kuhesabiwa mapema na kulinganishwa na masafa ya mtetemo yaliyopimwa upande wa uendeshaji wa mhimili wa x.

Utafiti hauonyeshi kwamba uhusiano huu wa masafa hupima moja kwa moja ubora wa bidhaa. Watafiti wanaweka kipimo cha mtetemo kama rejea ya kifizikia kwa ufuatiliaji wa hali ya uendeshaji, huku njia ya akustiki ikitumika tu kama ukaguzi msaidizi wa ubora. Uainishaji wa kasoro halisi za uchapishaji, ukadiriaji wa sifa za kimitambo za sehemu au marekebisho ya hitilafu kwa mzunguko funge yako nje ya wigo wa uthibitishaji huu wa majaribio.

Kwa mtazamo wa Tanzania: Mbinu inayofanana ya ufuatiliaji unaotegemea mtetemo inaweza kuendelezwa katika mifumo ya FDM ya mezani na ya maabara nchini Tanzania; hata hivyo, kuhamisha moja kwa moja 199,22 Hz, 398,44 Hz au masafa mengine ya utafiti huu kwenda kwa miundo tofauti ya vichapishi si sahihi kisayansi. Sifa za mota ya hatua, mipangilio ya microstepping, kipenyo cha pulley, mvutano wa mkanda, ugumu wa fremu, uzito unaosogea, mahali pa kihisi, filament na wasifu wa G-code vinapobadilika, ulinganifu unapaswa kuthibitishwa upya.

Swali kuu la utafiti ni nini?

Katika ufuatiliaji wa mtandaoni wa vichapishi vya mezani vya FDM, mtetemo, sauti, picha, mkondo wa mota na ishara mbalimbali za mchakato zinaweza kutumika. Pengo ambalo utafiti huu unalenga ni swali finyu zaidi na linalofafanuliwa kifizikia: Katika kichapishi cha FDM kinachoendeshwa na mota ya hatua ya mzunguko wazi, je, masafa ya kinadharia ya uendeshaji ya sehemu ya mwendo yenye kasi thabiti yanaweza kuonekana moja kwa moja ndani ya mtetemo wa kimuundo upande wa uendeshaji wa mhimili wa x?

Watafiti hawalichukulii hili kama ulinganifu wa ishara pekee. Wanaunda katika modeli ya EMT mlolongo wa uhamishaji wa nishati na mwendo unaoanzia kwenye mota ya hatua, kupitia shaft ya mota na timing pulley hadi kwenye mkanda sawia, kisha hadi kwenye mwendo wa mstari wa moduli ya kichwa cha uchapishaji. Lengo ni kufanya uhusiano wa kifizikia kati ya masafa tawala yaliyopimwa na mwendo ulioamriwa uweze kufuatiliwa.

Modeli ya muunganisho wa kielektromekanika inaunganisha nini?

Muundo wa EMT unaunganisha msisimko wa umeme wa mota na upitishaji wa kimitambo pamoja na mwendo wa kichwa cha uchapishaji ndani ya modeli moja. Watafiti wanafafanua shaft ya mota, timing pulley, idler pulley na moduli ya kichwa cha uchapishaji kama mifumo midogo M1–M4 mtawalia.

Muunganisho wa msingi kati ya masafa ya commutation ya umeme na masafa ya kinadharia ya uendeshaji ya kisawasawa cha full-step unawekwa kama ifuatavyo:

\[ f_{\mathrm{drive}} = k\,f_{\mathrm{elec}} \]

Hapa \(f_{\mathrm{elec}}\) inawakilisha kiwango cha matukio ya commutation ya mkondo wa awamu, huku \(f_{\mathrm{drive}}\) ikiwakilisha masafa ya tukio la uendeshaji la kisawasawa cha full-step ya 1,8°. \(k\) ni mgawo unaotegemea idadi ya awamu za mota na mpangilio wa commutation.

Mlinganyo uliotumika kwa torati ya sumakuumeme ni:

\[ T_e = k_t\left[ i_A\sin(N_r\theta_m)+ i_B\cos(N_r\theta_m) \right] \]

Hapa \(k_t\) ni konstanti ya torati, \(i_A\) na \(i_B\) ni mikondo ya awamu, \(N_r\) ni idadi ya jozi za ncha za rotor, na \(\theta_m\) ni nafasi ya rotor. Usawazisho wa kimitambo wa shaft ya mota pia unajumuisha inertia, damping ya mnato, damping ya kimitambo na torati ya mzigo.

Muunganisho elastiki kati ya shaft ya mota na timing pulley unaelezwa kwa ugumu sawia wa torsion \(k_{sp}\) na mgawo wa damping \(c_{sp}\):

\[ T_l = k_{sp}(\theta_1-\theta_2) + c_{sp}(\omega_1-\omega_2) \]

Unyooshaji wa mkanda sawia hupatikana kutokana na tofauti kati ya mwendo wa mzunguko wa pulley na mwendo wa mstari wa kichwa cha uchapishaji:

\[ z_{\mathrm{belt}}(t) = R_{2r}\theta_2(t)-x_4(t) \]

na nguvu ya mkanda huigwa kama:

\[ F_{24}(t) = k_{\mathrm{belt}}z_{\mathrm{belt}}(t) + c_{\mathrm{belt}}\dot z_{\mathrm{belt}}(t) \]

Kwa hivyo, uhusiano wa kinadharia wa masafa hautegemei tu mlinganyo wa uchakataji wa ishara, bali unategemea uwakilishi wa torati ya mota, mzigo wa kimitambo, pulley, mkanda na kichwa cha uchapishaji kinachosogea ndani ya mlolongo mmoja wa mienendo.

Ulinganifu wa masafa-kasi katika hali thabiti unapatikanaje?

Urahisishaji muhimu zaidi wa utafiti ni kuzingatia tu sehemu za njia ya zana zenye kasi ya kudumu au karibu na kudumu. Katika hali hizi, inakubalika kwamba kuongeza kasi kwa wastani kwa kichwa cha uchapishaji kunaweza kupuuzwa, mabadiliko ya unyooshaji wa mkanda ni madogo, na kasi za angular za shaft ya mota na pulley ni takriban sawa.

Kwa kutumia kasi ya uchapishaji \(v\), pembe ya njia na mhimili wa x \(\theta\), idadi ya full-step \(N_{fs}\), radius inayofanya kazi ya pulley \(R_{2r}\), na kipengele sawia cha ufanisi wa mesh \(\eta_{\mathrm{mesh}}\), ulinganifu mkuu wa masafa-kasi wa utafiti unakuwa:

\[ f_{\mathrm{drive}} \approx \frac{N_{fs}} {2\pi R_{2r}\eta_{\mathrm{mesh}}} v\cos\theta \]

Mlinganyo huu unaonyesha kwamba katika usanidi uleule wa kimitambo na mwelekeo thabiti wa njia, masafa ya kinadharia ya uendeshaji yanapaswa kubadilika karibu kwa mstari na sehemu ya kasi katika mwelekeo wa x. Kwa hiyo, hali nyingine zikiwa sawa, kuongeza kasi iliyoamriwa mara mbili kunatarajiwa kuongeza masafa ya kinadharia ya uendeshaji karibu mara mbili.

Watafiti hawawasilishi ulinganifu huu kama mlinganyo wa ulimwengu wote unaotumika kwa mzunguko mzima wa uchapishaji. Wakati wa kuongeza kasi, kupunguza kasi, mabadiliko ya mara kwa mara ya mwelekeo, mabadiliko ya nguvu katika mvutano wa mkanda au athari kubwa za mlolongo wa upitishaji, mawazo ya hali thabiti yaliyotumika yanaweza kudhoofika.

Mpangilio wa majaribio uliundwaje?

Majaribio yalifanywa kwenye kichapishi cha mezani cha FDM cha kibiashara Creality CR-6. Akseleromita ya mhimili mmoja ya IEPE YMC PIEZOTRONICS YMC 122A200 iliwekwa kwenye boriti upande wa mota wa mhimili X. Unyeti wa kihisi ulipewa kama 200 mV/g na safu ya kipimo ±25 g pk. Njia ya akustiki ilirekodiwa kwa preamplifier ya maikrofoni yenye unyeti wa 50 mV/Pa.

Njia za mtetemo na akustiki zilirekodiwa kwa wakati mmoja kupitia mfumo wa ukusanyaji data YE6231 kwa masafa ya sampuli ya 2,5 kHz. Kwa sababu hali za mazingira zinaweza kuathiri ishara ya maikrofoni, watafiti hawakujumuisha data ya akustiki katika hesabu ya hitilafu ya kiasi; uthibitishaji wa kiasi ulitegemea ishara ya mtetemo kwenye boriti ya mhimili wa x.

Sehemu ya sampuli ya majaribio ilikuwa 20 × 20 mm. Katika majaribio yaliyotumia PLA, halijoto ya nozzle iliwekwa 195 °C, halijoto ya bed 60 °C na urefu wa tabaka 0,2 mm. Katika majaribio kuu ya njia ya zana, kasi ya uchapishaji ya G-code iliwekwa 40 mm/s. Upitishaji wa mkanda sawia ulitumia pulley ya meno 20 na radius inayofanya kazi ya 6,254 mm.

Mwelekeo wa njia ya zana unaathirije masafa?

Katika jaribio, pembe nne za mpangilio β=0°, 30°, 45° na 60° zilijaribiwa. Katika Jedwali 1, kadiri sehemu ya kasi katika mwelekeo wa x kwa njia ya perimeter inavyopungua, masafa ya kinadharia ya uendeshaji pia hupungua kutoka 200,64 Hz hadi 100,32 Hz. Masafa tawala ya mtetemo yaliyopimwa katika hali hizo yalibadilika kati ya 199,22 Hz na 99,61 Hz.

Katika ulinganisho huu wa njia nne za perimeter, hitilafu kubwa zaidi ya jamaa iliyoripotiwa ni %2,25 katika hali ya β=30°. Tathmini ya jumla ya watafiti ni kwamba kwa sehemu thabiti na mwelekeo wa njia ya zana zilizochunguzwa, hitilafu ilibaki chini ya %3.

Tofauti muhimu ya uwekaji lebo wa masafa ndani ya chanzo

Katika maandishi ya maelezo ya utafiti kuna kutolingana kwa majina ya masafa ya njia ya perimeter na njia ya infill kwa β=0°. Maelezo ya maandishi yanaeleza njia ya perimeter kuwa takriban 141,5 Hz na njia ya infill kuwa takriban 200 Hz, ilhali Mlinganyo (19) unatoa uhusiano huu:

\[ f_{I-\mathrm{drive}} = f_{P-\mathrm{drive}}\cos\theta \]

Kwa kuwa \(\theta=45^\circ\), kosaini ya 45° ya thamani ya 200,64 Hz ya njia ya perimeter katika Jedwali 1 ni takriban 141,87 Hz. Kwa hiyo, Mlinganyo (19) na Jedwali 1 vinaendana; lakini uwekaji majina wa perimeter/infill katika aya husika ya maelezo unapingana navyo. Katika uwasilishaji huu wa Verianla, chanzo hakijarekebishwa kimya kimya; kwa grafu na majedwali ya kiasi, Mlinganyo (19) na Jedwali 1, ambazo zinaendana kihisabati, zimetumika pamoja kama msingi.

Nini kilitokea kasi ilipobadilishwa kutoka 40 mm/s hadi 80 mm/s?

Uthibitishaji wa pili wa utafiti ulifanywa kwa kuunda sehemu mbili za kasi thabiti ndani ya rekodi moja endelevu. Katika sehemu za njia ya zana zilizochaguliwa sambamba na mhimili X, kasi iliyoamriwa iliongezwa kutoka 40 mm/s hadi 80 mm/s. Katika hali hii masafa ya kinadharia ya uendeshaji yalitoka 200,64 Hz hadi 401,28 Hz, huku masafa tawala ya mtetemo yaliyopimwa kwenye boriti ya x yakitoka 199,22 Hz hadi 398,44 Hz.

Uwiano wa kasi iliyoamriwa ni \(80/40=2,00\), na uwiano wa masafa tawala yaliyopimwa ni \(398,44/199,22\approx2,00\). Matokeo haya yanaonyesha kwamba katika mwelekeo uleule na hali thabiti za mwendo zilizochunguzwa, masafa tawala hayabaki kama resonance ya kudumu ya muundo, bali yanafuatilia mabadiliko katika hali ya uendeshaji iliyoamriwa.

Ni nguvu zipi za utafiti?

Moja ya nguvu muhimu ni kwamba hauachi masafa tawala ya mtetemo kama sifa ya majaribio ya spektra pekee, bali unayaunganisha na rejea ya kinadharia ya uendeshaji inayotokana na mota ya hatua na jiometri ya upitishaji wa kimitambo. Imeelezwa kwamba hakuna urekebishaji wa ziada wa iteresheni wa vigezo au urekebishaji wa modeli baada ya kuona matokeo uliofanywa kwa ajili ya hesabu ya kinadharia.

Nguvu ya pili ni kwamba mwelekeo wa njia ya zana umejaribiwa waziwazi. Kadiri pembe β inavyobadilishwa, kubadilika pamoja kwa utegemezi wa mwelekeo wa masafa ya kinadharia ya uendeshaji na masafa yaliyopimwa ya boriti ya x kunaunga mkono kwamba uhusiano huo si mwingiliano wa bahati wa spektra unaoonekana katika sehemu moja ya uendeshaji pekee.

Nguvu ya tatu ni kulinganishwa kwa sehemu za kasi thabiti za 40 na 80 mm/s ndani ya rekodi moja endelevu. Hivyo, katika mfumo uleule wa kimitambo na nafasi ileile ya kihisi, imeonyeshwa moja kwa moja kwamba kasi inapoongezwa mara mbili, masafa tawala pia huongezeka karibu mara mbili.

Ni mipaka gani ya utafiti?

Watafiti wanaweka mipaka ya matumizi ya matokeo kwa uwazi. Modeli na majaribio yanalenga hasa:

• sehemu za njia ya zana zenye kasi thabiti au karibu na thabiti,
• uendeshaji wa mota ya hatua wa mzunguko wazi,
• jukwaa la mezani la FDM Creality CR-6,
• nyenzo ya PLA,
• njia za zana zilizopangwa kwa utaratibu,
• eneo la 40–80 mm/s katika uchunguzi wa kubadilisha kasi

.

Mipito ya kuongeza na kupunguza kasi iliondolewa kwenye uchanganuzi wa kiasi kwa sababu si ya hali thabiti. Athari zisizo za mstari za kimitambo kama mabadiliko ya msuguano, viscoelasticity ya mkanda sawia na backlash zimerahisishwa. Mvutano wa mkanda, ugumu wa fremu, uzito unaosogea, sifa za mota na eneo la kihisi vinaweza kuathiri uwezekano wa kupima masafa ya uendeshaji.

Hakuna pia uchanganuzi kamili wa kurudiwa kwa kila hali ya majaribio. Ingawa watafiti wanaeleza kwamba majaribio ya ziada kwa kasi nyingine zilizoamriwa yalitoa mwelekeo uleule, takwimu za kina za kurudiwa hazijatolewa kwa hali zote katika Jedwali 1.

Njia ya akustiki haikutumika katika kipimo cha hitilafu ya kiasi. Maikrofoni ilitathminiwa tu kama ukaguzi wa ziada wa ubora kwa mabadiliko yaliyoonekana katika njia ya mtetemo. Aidha, utafiti haupimi kwa kiasi uhamisho wa ncha ya kichwa cha uchapishaji.

Matokeo yanayoungwa mkono na utafiti

Katika usanidi uliochunguzwa na sehemu zilizochaguliwa za mwendo thabiti, ishara ya mtetemo upande wa uendeshaji wa mhimili wa x inaweza kuonyesha kipengele tawala kinacholingana na masafa ya kinadharia ya uendeshaji ya mota ya hatua. Katika ulinganisho wa kinadharia na uliopimwa kwa mwelekeo minne ya njia ya zana, hitilafu ilibaki chini ya %3. Kuongeza kasi iliyoamriwa mara mbili katika mwelekeo thabiti wa njia ya zana pia kulifuatana na ongezeko la karibu mara mbili la masafa tawala yaliyopimwa.

Matokeo ambayo utafiti hauungi mkono au haujajaribu

Utafiti huu hauonyeshi kwamba masafa yaliyobainishwa pekee yanaweza kutambua kasoro za uchapishaji, kupima nguvu ya kimitambo ya sehemu, kwamba thamani zilezile za masafa zinafaa kwa vichapishi vyote vya FDM, au kwamba hufanya kazi kwa usahihi uleule wakati wa kuongeza na kupunguza kasi. Matokeo hayawezi pia kuhamishwa moja kwa moja kwenda kwa miundo tofauti ya vichapishi, viendeshaji tofauti vya mota, nyenzo elastiki kama TPU au kontua changamano zinazoendelea kubadilika.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Vigezo vya majaribio na hesabu

Uchakataji wa ishara na uteuzi wa sehemu thabiti

Uchanganuzi ulilenga sehemu zenye kasi ya amri thabiti katika maeneo ya kati hadi ya mwisho ya uchapishaji ili kupunguza athari za joto la mwanzo na tabia za mpito. Utafiti unaeleza kwamba sehemu thabiti kwa kawaida zilichaguliwa kuanzia tabaka la tatu.

Katika vipindi vya muda vilivyochaguliwa, mtetemo kwanza ulichunguzwa katika kikoa cha muda, kisha ukabadilishwa hadi kikoa cha masafa na kilele cha spektra kubainishwa. Maonyesho ya muda-masafa yalitumika kuchunguza mageuzi ya ishara kwa kuona; hesabu ya hitilafu ya kiasi ilifanywa kwa kutumia kilele kikuu chenye amplitudo kubwa zaidi kinachohusiana na uendeshaji katika spektra ya sehemu thabiti iliyochaguliwa.

Umbali wa mhimili wa masafa unaelezwa kwa:

\[ \Delta f = \frac{F_s}{N} \]

Hapa \(F_s\) ni masafa ya sampuli na \(N\) ni idadi ya sampuli katika kipande cha muda kilichochaguliwa. Kwa kuwa muda wa sehemu zilizochaguliwa ulikuwa tofauti, hakuna resolution moja ya masafa iliyotolewa kwa majaribio yote.

Matokeo kuu ya kiasi

Kwa njia ya perimeter ya β=0°, thamani ya kinadharia ya 200,64 Hz ililinganishwa na 199,22 Hz iliyopimwa na hitilafu ilikuwa %0,71. Kwa β=30°, 173,75 Hz ya kinadharia ililinganishwa na 169,92 Hz na hitilafu %2,25; kwa β=45°, 141,87 Hz ya kinadharia dhidi ya 140,63 Hz na hitilafu %0,88; kwa β=60°, 100,32 Hz ya kinadharia dhidi ya 99,61 Hz na hitilafu %0,71 ziliripotiwa.

Katika Jedwali 1 kwa njia ya infill, 141,87 Hz ya kinadharia na 140,63 Hz iliyopimwa zilitolewa katika hali zote nne, huku hitilafu ya jamaa ikiwa %0,88. Hata hivyo, kwa sababu ya ubadilishaji wa majina ya perimeter/infill katika maandishi ya maelezo ya chanzo, tofauti ya ndani ya chanzo iliyoelezwa hapo juu lazima izingatiwe wakati wa kutafsiri thamani hizi.

Katika jaribio la kubadilisha kasi, thamani ya kinadharia ilikuwa 200,64 Hz kwa 40 mm/s na 401,28 Hz kwa 80 mm/s. Thamani zilizopimwa zilikuwa 199,22 na 398,44 Hz mtawalia, na hitilafu ya jamaa %0,71 iliripotiwa katika pointi zote mbili za uendeshaji.

Nini kilionekana katika eneo la mpito?

Wakati kasi ilibadilishwa kati ya 40 mm/s na 80 mm/s, kipengele cha spektra hakikuhama mara moja na kwa hali bora kutoka kilele kimoja thabiti hadi kingine. Katika eneo la mpito, nishati ya spektra kwa muda ilikuwa imejikusanya kidogo, kisha kilele kipya tawala kikawa thabiti. Watafiti hawakujumuisha eneo hili la kuongeza/kupunguza kasi katika tathmini ya kiasi.

Uchunguzi huu unaunga mkono mpaka wa utafiti kwamba uhusiano wa masafa-kasi unapaswa kutumiwa si kwa rekodi nzima ya uchapishaji bali kwa kiwango cha sehemu na katika hali thabiti au karibu na thabiti za mwendo.

Maana ya kisayansi kwa matumizi

Matokeo yanaonyesha kwamba katika usanidi fulani wa kichapishi cha FDM, rejea inayoweza kuhesabiwa kifizikia inaweza kuongezwa kwenye spektra ya mtetemo upande wa uendeshaji. Rejea kama hiyo inaweza kuwa msingi wa kulinganisha “kipengele kinachotarajiwa cha uendeshaji” na ishara iliyopimwa katika tafiti za baadaye za ufuatiliaji wa hali.

Hata hivyo, utafiti huu bado haujafikia hatua ambapo rejea hiyo inaweza kuainisha kwa kutegemewa hitilafu maalum, kasoro za uchapishaji au viwango vya ubora. Kazi za baadaye zinazopendekezwa na watafiti ni pamoja na safu pana zaidi za kasi thabiti, uchapishaji unaorudiwa, mwelekeo tofauti wa njia ya zana, nafasi tofauti za sensori, mabadiliko katika mfumo wa upitishaji, hali tofauti za nyenzo na uchunguzi wa maeneo ya mpito.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Jina kamili la kazi asilia: A Verifiable Steady-State Frequency–Velocity Mapping for Desktop FDM Printers Based on an Electromechanical Coupling Framework

Waandishi kwa mpangilio wa chanzo: Xinfeng Zou; Haiyan Miao; Baoshan Huang; Zhen Li; Fengshou Gu.

Mchango sawa/mwandishi mwenza wa kwanza: Chanzo hakina tamko la mchango sawa au uandishi mwenza wa kwanza.

Mwandishi wa mawasiliano: Baoshan Huang.

Taasisi: Efficiency and Performance Engineering, University of Huddersfield, Huddersfield HD1 3DH, Uingereza; Institute of Intelligent Manufacturing Technology, Guangdong Mechanical & Electrical Polytechnic, Guangzhou 510550, China.

Jarida: Machines.

Mchapishaji: MDPI, Basel, Switzerland.

Utambulisho wa uchapishaji: Machines 2026, 14, 508.

DOI: 10.3390/machines14050508.

Kiungo rasmi:https://doi.org/10.3390/machines14050508

Tarehe za kupokelewa / kurekebishwa / kukubaliwa / kuchapishwa: 17 Machi 2026 / 27 Aprili 2026 / 29 Aprili 2026 / 2 Mei 2026.

Aina ya chanzo na hali ya mapitio: Makala ya utafiti iliyopitiwa na wataalamu iliyochapishwa katika jarida Machines.

Leseni: Creative Commons Attribution (CC BY). Hakimiliki © 2026 ni ya waandishi.

Ufadhili: Utafiti haukupokea ufadhili wa nje.

Upatikanaji wa data: Imeelezwa kwamba data iliyowasilishwa katika utafiti inaweza kupatikana kutoka kwa mwandishi wa mawasiliano kwa ombi.

Mgongano wa maslahi: Waandishi wametangaza kutokuwa na mgongano wa maslahi.

Michango ya waandishi: Uundaji wa dhana Haiyan Miao na Fengshou Gu; metodolojia Xinfeng Zou, Haiyan Miao na Fengshou Gu; uthibitishaji Xinfeng Zou na Zhen Li; uchanganuzi rasmi Xinfeng Zou, Haiyan Miao, Zhen Li na Fengshou Gu; uchunguzi Xinfeng Zou na Zhen Li; rasilimali Baoshan Huang; uratibu wa data Xinfeng Zou; rasimu ya kwanza Xinfeng Zou; mapitio na uhariri waandishi wote; uwasilishaji wa kuona Xinfeng Zou; usimamizi Baoshan Huang na Fengshou Gu; usimamizi wa mradi Baoshan Huang.

Dokezo la kutolingana ndani ya chanzo: Katika aya ya maelezo ya jaribio la β=0°, majina ya masafa ya njia ya perimeter na infill yanaonekana kuwa kinyume na Mlinganyo (19) na thamani za Jedwali 1. Kwa kuwa Mlinganyo (19) unatoa uhusiano \(f_{I-drive}=f_{P-drive}\cos\theta\) na kwa θ=45° unaendana kihisabati na uhusiano wa 200,64 Hz → 141,87 Hz katika Jedwali 1, majedwali ya kiasi na SVG katika uwasilishaji huu wa Verianla yametumia Mlinganyo (19) pamoja na Jedwali 1 kama msingi. Kauli tofauti katika chanzo haijasahihishwa kimya kimya, bali imeelezwa wazi hapa.

Mpaka wa wigo wa kisayansi: Matokeo yamethibitishwa katika usanidi mmoja wa kibiashara wa kichapishi cha mezani cha FDM, kwa uendeshaji wa mota ya hatua wa mzunguko wazi na katika sehemu za mwendo thabiti au karibu na thabiti. Mipito ya kuongeza na kupunguza kasi iko nje ya uchanganuzi wa kiasi. Hakuna uchanganuzi mpana wa kurudiwa kwa pointi zote za uendeshaji; athari kama mabadiliko ya msuguano, viscoelasticity ya mkanda na backlash zimerahisishwa. Uthibitishaji wa kubadilisha kasi umewekewa kikomo katika safu ya 40–80 mm/s.

Mbinu ya kuandaa maudhui: Maelezo ya kisayansi yanategemea maandishi, milinganyo, majedwali, vielelezo na matokeo ya majaribio ya kazi iliyopakiwa. Hakuna matokeo mapya ya majaribio, mekanizimu au takwimu zilizoongezwa kutoka vyanzo vya nje. Uthibitishaji wa nje ulitumika tu kukagua DOI/utambulisho wa uchapishaji. SVG katika makala ni grafu zilizochorwa upya kutoka data ya chanzo au michoro asilia ya Verianla inayofafanua mbinu ya utafiti; hakuna pointi ya data ambayo haipo katika chanzo iliyotengenezwa.