Optimizing 3D printing parameters and additive manufacturing techniques for braille production: a comparative analysis

Author(s) Collection number Pages Download abstract Download full text
Khamula O. H., Тарасов Н. А. № 2 (67) 187-196 Image Image

У статті проведено аналіз та оптимізацію налаштувань адитивного виробництва, тобто 3D-друку для створення моделей з рельєфно-крапковим шрифтом Брайля. Був проведений експериментальний аналіз створення різних тривимірних моделей з рельєфним точковим шрифтом і підтвердження оптимальних налаштувань для 3D-друку. Однак для оптимізації виробництва шрифту Брайля важливо розуміти, як параметри 3D-друку та адитивні технології виробництва впливають на якість, швидкість і вартість виробництва. Ця дослідницька стаття спрямована на аналіз і порівняння різних параметрів 3D-друку та адитивних методів виробництва для виробництва шрифту Брайля з кінцевою метою визначення найбільш рентабельної та ефективної комбінації. У статті розглядатимуться параметри, які можна оптимізувати для 3D-друку шрифтом Брайля, різні технології адитивного виробництва, які можна використовувати для виробництва шрифтом Брайля, і порівняння цих методів з точки зору якості, швидкості та вартості. Крім того, у статті досліджуватимуться проблеми, пов’язані з оптимізацією параметрів 3D-друку та адитивних методів виробництва для виробництва шрифту Брайля. Розглядаючи ці проблеми, ця стаття надасть цінну інформацію про оптимізацію технологій адитивного виробництва та параметрів 3D-друку для виробництва шрифтів Брайля. В статі описано важливість урахування кожного окремого фактори впливу для покращення якості формування шрифту Брайля разом із оптимізацією процесу 3D-друку. Це дослідження пропонує цінну інформацію для виробників, та науковців які створюватимуть 3D-моделі з рельєфним крапковим шрифтом, і носить рекомендаційний характер щодо налаштувань 3D-друку. Для того щоб отримати повний результат, необхідно і надалі проведення наукових лабораторних досліджень, використовуючи різні 3D-принтера, можливість комбінувати більше одного матеріалу в тривимірних моделях. Також необхідно визначити, що існує похибка в якості формування шрифту Брайля використовуючи 3D-друк, оскільки фактором впливу може бути приміщення, фірма 3D-принтерів, налаштування 3D-принтеру, програмне забезпечення і т.д. Подальшим напрямком наукових досліджень може стати аналіз властивостей кожного окремого фактора та його незалежного впливу на якість 3D-друку. 

Ключові слова: адитивне виробництво, шрифт Брайля, 3D-друк, 3D-моделі, матеріали, оптимізація.

doi: 10.32403/1998-6912-2023-2-67-187-196


  • 1. Elkaseer, A., Schneider, S., & Scholz, S. Applied Sciences | Free Full-Text | Experiment-Based Process Modeling and Optimization for High-Quality and Resource-Efficient FFF 3D Prin­ting. Retrieved from www.mdpi.com/2076-3417/10/8/2899 (in English).
  • 2. Jackson, B., Fouladi, K., & Eslami, B. [HTML]. Multi-Parameter Optimization of 3D Prin­ting Condition for Enhanced Quality and Strength. Retrieved from www.mdpi.com/2073-4360/14/8/1586 (in English).
  • 3. Yang, F., Zhang, M., Bhandari, B., & Liu, Y. Investigation on lemon juice gel as food material for 3D printing and optimization of printing parameters. Retrieved from www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643817306242 (in English).
  • 4. Żur, P., Kołodziej, A., Baier, A., & Kokot, G. Optimization of Abs 3D-printing method and parameters. Retrieved from http://dpublication.com/journal/EJEST/article/view/160 (in English).
  • 5. Chen, K., Yu, L., Cui, Y., Jia, M., & Pan, K. Optimization of printing parameters of 3D-printed continuous glass fiber reinforced polylactic acid composites. Retrieved from www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263823121001877 (in English).
  • 6. Valvez, S., Silva, A., & Reis, P. Optimization of printing parameters to maximize the mechanical properties of 3D-printed PETG-based parts. Retrieved from www.mdpi.com/2073-4360/14/13/2564 (in English).
  • 7. Tamir, T., Xiong, G., Fang, Q., & Yang, Y. Machine-learning-based monitoring and optimization of processing parameters in 3D printing. Retrieved from www.tandfonline.com/doi/abs/ 10.1080/0951192X.2022.2145019 (in English).
  • 8. Guerra, A., Lammel-Lindemann, J., Katko, A., & Kleinfehn, A. Optimization of photocrosslinkable resin components and 3D printing process parameters. Retrieved from www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706119305343 (in English).
  • 9. Ali, M., Yerbolat, G., & Amangeldi, S. Material optimization method in 3D printing. Ret­rieved from ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8614886/ (in English).
  • 10. Sukindar, N., & Mohd Ariffin, M. Optimization of the Parameters for Surface Quality of the Open-source 3D Printing. Retrieved from ir.uitm.edu.my/id/eprint/38508/ (in English).
  • 11. Lyu, Y., Zhao, H., Wen, X., & Lin, L. Optimization of 3D printing parameters for high-performance biodegradable materials. Retrieved from onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/app.50782 (in English).
  • 12. Mota, C., Puppi, D., & Chiellini, F. Additive manufacturing techniques for the production of tissue engineering constructs. Retrieved from onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/term.1635 (in English).
  • 13. Divakaran, N., Das, J., PV, A., & Mohanty, S. Comprehensive review on various additive manufacturing techniques and its implementation in electronic devices. Retrieved from www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278612522000024 (in English).
  • 14. Szost, B., Terzi, S., Martina, F., Boisselier, D., & Prytuliak, A. A comparative study of additive manufacturing techniques: Residual stress and microstructural analysis of CLAD and WAAM printed Ti–6Al–4V components. Retrieved from www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264127515305268  (in English).
  • 15. Mackay, M. The importance of rheological behavior in the additive manufacturing technique material extrusion. Retrieved from pubs.aip.org/sor/jor/article/62/6/1549/1003019 (in Eng­lish).
  • 16. Łabowska, M.  A review of fabrication polymer scaffolds for biomedical applications using additive manufacturing techniques. Retrieved from www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0208521620300206 (in English).
  • 17. Liu, Y., Wang, W., & Zhang, L. Additive manufacturing techniques and their biomedical ap­plications Retrieved from core.ac.uk/download/pdf/159235339.pdf (in English).
  • 18. Alharbi, N., & Wismeijer, D. Additive Manufacturing Techniques in Prosthodontics: Where Do We Currently Stand? A Critical Review. Retrieved from pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28750105/ (in English).
  • 19. Zhang, Y., Jarosinski, W., Jung, Y., & Zhang, J. Additive manufacturing processes and equipment. Retrieved from www.researchgate.net/publication/325371744_Additive_manu­fac­turing_processes_and_equipment (in English).
  • 20. Prakash, K., Nancharaih, T., & Rao, V. Additive manufacturing techniques in manufacturing-an overview. Retrieved from www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214785317329152 (in English).
  • 21. Zhang, D., Liu, X., & Qiu, J. 3D printing of glass by additive manufacturing techniques: a review. Retrieved from link.springer.com/article/10.1007/s12200-020-1009-z (in English).
  • 22. Hewitt-Taylor, J. Use of constant comparative analysis in qualitative research. Retrieved from pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12212430/ (in English).
  • 23. Miettinen, O., & Nurminen, M. Comparative analysis of two rates. Retrieved from on­li­ne­library.wiley.com/doi/abs/10.1002/SIM.4780040211 (in English).
  • 24. Perrow, C. A framework for the comparative analysis of organizations. Retrieved from www.jstor.org/stable/2091811 (in English).
  • 25. Pickvance, C. Four varieties of comparative analysis. (n.d.) Retrieved from link.springer.com/article/10.1023/A:1011533211521 (in English).
  • 26. Blake, R., & Mouton, J. A comparative analysis of situationalism and 9, 9 management by principle. Retrieved from www.sciencedirect.com/science/article/pii/0090261682900274 (in English).
  • 27. Smelser, N. Notes on the methodology of comparative analysis of economic activity. Retrieved from journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1177/053901846700600201 (in English).
  • 28. Batini, C., Lenzerini, M., & Navathe, S. A comparative analysis of methodologies for database schema integration. Retrieved from dl.acm.org/doi/abs/10.1145/27633.27634 (in English).
  • 29. Trajtenberg, M. Innovation in Israel 1968–1997: a comparative analysis using patent data Retrieved from www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048733300000895 (in English).
  • 30. Rose, R., & Mackenzie, W. Comparing forms of comparative analysis. Retrieved from jour­nals.sagepub.com (in English).