悬空区域侧损失双层次智能改善方法

形状复杂的零件采用3D打印时通常存在悬空区域,悬空区域侧面成型后几何误差,即侧损失,往往非常明显,严重影响悬空区域及其零件的成型精度。为此,提出一种悬空区域侧损失双层次智能改善方法。首先,基于田口法设计了取不同关键设计参数和打印参数的一系列实验,并用所设计的测量方法测取打印的倒“L”形零件的侧损失样本数据。其次,针对倒“L”形零件悬空区域支撑结构迥异的两侧(即悬空侧和非悬空侧)构造了两类侧损失预测网络,可准确预测各尺寸下倒“L”形零件悬空区域两侧成型后的几何误差。再次,以悬空区域两侧的侧损失最小为目标,构造了单目标多变量非线性规划问题,得到优化的侧损失预测值及对应的工艺参数值。最后,依据侧损失预测值对悬空区域两侧实施反向几何偏移补偿,并用优化的工艺参数值进行打印,实现了对悬空区域侧损失的双层次智能改善。基于熔融沉积技术,用训练集以外的倒“L”形零件进行实验,验证了所提方法的有效性。结果表明,所提方法适用于悬空区域且具有显著改善悬空区域侧损失的巨大潜力。

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。

基于深度剥离的三维打印模型朝向优化算法

为了提高三维打印产品表面质量且有效节省材料,提出一种面向熔融挤压式三维打印机的模型朝向优化算法.该算法基于深度剥离技术,以打印朝向为自变量构建模型悬空面积及其支撑结构体积的双目标优化函数;利用模式搜索方法设计一个两步走的优化方案来确定最优的打印朝向.实验结果表明,利用深度剥离技术能够较为准确、高效地检测出打印模型悬空区域,并计算出相应的悬空面积和支撑体积;设计的优化方案也能够根据双目标的权重比确定一个较优的打印朝向,不但减少了支撑结构与模型表面的接触范围,还能降低支撑结构的体积.文中算法在提高模型表面质量以及减少支撑结构的材料消耗两方面具有优势.