Developing software workflows for arc based direct energy deposition
Raittila, Tuomas (2025)
Diplomityö
2025
School of Energy Systems, Konetekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20251128112778
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20251128112778
Tiivistelmä
This thesis explores the development of software workflows for arc-based direct energy deposition. This is done using existing CAD, slicing, and CAM tools. The objective was to evaluate whether third party software environments can be adapted to create a unified and user-friendly path generation workflow suitable for arc-based direct energy deposition applications.
Three path generation methods were developed and tested: OBJ-based, DXF-based, and STEP-based. Each method was analysed in terms of complexity, flexibility, and compatibility within the context of arc based direct energy deposition systems. The results showed that the OBJ-based method was the most straightforward but limited in geometric complexity, while the DXF-based method offered improved control at the cost of additional conversion steps and the STEP-based method provided the greatest flexibility and accuracy while being most laborious to use.
The findings demonstrate that existing software tools can be effectively integrated to form functional arc based direct energy deposition workflows without the need for specialized or proprietary systems. This study contributes to ongoing efforts to enhance digital manufacturing by showing an accessible, modular and scalable solutions for metal additive manufacturing. Tämä työ tutkii ohjelmistotyönkulkujen kehittämistä valokaarisuorakerrostusprosessia varten. Tämä toteutetaan hyödyntämällä olemassa olevia CAD-, viipalointi- ja CAM-työkaluja. Tavoitteena on arvioida, voidaanko kolmannen osapuolen ohjelmistoympäristöjä käyttää yhtenäisen ja käyttäjäystävällisen polun luomiseksi valokaarisuorakerrostusprosessille.
Työssä kehitettiin ja testattiin kolme polunmuodostusmenetelmää: OBJ-pohjainen, DXF-pohjainen ja STEP-pohjainen menetelmä. Jokaista menetelmää analysoitiin monipuolisuuden, joustavuuden ja yhteensopivuuden näkökulmista valokaarisuorakerrostusprosessin kannalta. Tulokset osoittivat, että OBJ-pohjainen menetelmä oli suoraviivaisin, mutta rajoittunut geometristen muotojen säädettävyydessä. DXF-pohjainen menetelmä tarjosi parempaa hallintaa, mutta lisäsi työvaiheita. STEP-pohjainen menetelmä oli työläin, mutta tarjosi suurimman joustavuuden ja tarkkuuden.
Tulokset osoittavat, että olemassa olevia ohjelmistotyökaluja voidaan tehokkaasti hyödyntää toimivien valokaarisuorakerrostustyönkulkujen muodostamiseksi ilman erikoistuneita tai valmistajakohtaisia järjestelmiä. Tämä tutkimus edistää digitaalisen valmistuksen kehittämistä tarjoamalla helposti käyttöönotettavan, modulaarisen ja skaalautuvan ratkaisun metallien lisäävään valmistukseen.
Three path generation methods were developed and tested: OBJ-based, DXF-based, and STEP-based. Each method was analysed in terms of complexity, flexibility, and compatibility within the context of arc based direct energy deposition systems. The results showed that the OBJ-based method was the most straightforward but limited in geometric complexity, while the DXF-based method offered improved control at the cost of additional conversion steps and the STEP-based method provided the greatest flexibility and accuracy while being most laborious to use.
The findings demonstrate that existing software tools can be effectively integrated to form functional arc based direct energy deposition workflows without the need for specialized or proprietary systems. This study contributes to ongoing efforts to enhance digital manufacturing by showing an accessible, modular and scalable solutions for metal additive manufacturing.
Työssä kehitettiin ja testattiin kolme polunmuodostusmenetelmää: OBJ-pohjainen, DXF-pohjainen ja STEP-pohjainen menetelmä. Jokaista menetelmää analysoitiin monipuolisuuden, joustavuuden ja yhteensopivuuden näkökulmista valokaarisuorakerrostusprosessin kannalta. Tulokset osoittivat, että OBJ-pohjainen menetelmä oli suoraviivaisin, mutta rajoittunut geometristen muotojen säädettävyydessä. DXF-pohjainen menetelmä tarjosi parempaa hallintaa, mutta lisäsi työvaiheita. STEP-pohjainen menetelmä oli työläin, mutta tarjosi suurimman joustavuuden ja tarkkuuden.
Tulokset osoittavat, että olemassa olevia ohjelmistotyökaluja voidaan tehokkaasti hyödyntää toimivien valokaarisuorakerrostustyönkulkujen muodostamiseksi ilman erikoistuneita tai valmistajakohtaisia järjestelmiä. Tämä tutkimus edistää digitaalisen valmistuksen kehittämistä tarjoamalla helposti käyttöönotettavan, modulaarisen ja skaalautuvan ratkaisun metallien lisäävään valmistukseen.