面向喷头空行程长度最小化的多零件优化布局方法

多零件在打印腔室中的布局往往直接影响熔融沉积批量制造的效率和能力。同时,喷头空行程长度对上述效率和能力具有显著的影响。为此,提出了一种面向空行程最小化的多零件优化布局方法,通过优化地减少零件之间喷头的空行程长度来提升熔融沉积批量制造的效率以及打印腔室可容空间。首先,为兼顾空行程长度计算的效率(如加速几何干涉检测)和计算的准确度,以层厚为基准,构建每个零件相应的、逐层堆叠的体素代理模型。然后,基于贪心策略和粒子群优化算法,以逐对累积的方式确定每个体素代理模型的放置顺序和放置位置。最后,将体素代理模型置换为对应的零件,获得输入零件集紧凑的布局。在一组形状复杂的零件集上开展实验。结果表明:在相同的衡量标准下,该方法相比于Magics空行程总量约减少了31.17%。与现有的商业化软件中的布局功能相比,该方法在实施批量制造形状复杂零件集时具有可显著减少喷头空行程长度总量的巨大潜力。

悬空区域底面高精度成形的关键打印参数优化

为了提高3D打印中悬空区域底面的成形精度,提出一种面向悬空区域底面高精度成形的关键打印工艺参数智能优化方法。首先,获取典型几何形状(平面和圆柱面)的悬空区域底面成形后的精度;然后,根据获取的数据,构建人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN),建立悬空区域底面成形精度与关键工艺参数之间关联;最后,融合构建的ANN和多目标优化方法,确定一组或若干组关键打印工艺参数,既能覆盖产品模型上所有的悬空区域底面,又能得到更高的成形精度。实验结果表明,使用该方法优化的工艺参数进行打印,悬空区域底面的成形精度均优于默认打印参数。