考虑熔融沉积成型工艺稳定性的参数优化设计

为了提高熔融沉积成型(Fused deposition modeling,FDM)工艺的生产速度和产品交货速度,需要增加3D打印设备数量或实施分布式本土化生产来扩大产能。因此,提高FDM工艺在批量化生产中的工艺稳定性和生产效率,将成为FDM技术未来广泛应用于工业领域的关键。该研究的目标是通过选择合适的FDM工艺参数设置,实现在较低的打印成本下相同型号或不同型号的3D打印机所打制件质量的一致性。首先,将高斯过程模型与裂区试验设计相结合,研究制件的压缩形变、打印时间和消耗线材的长度与关键工艺参数之间的关系。然后,考虑到工艺过程中的不确定性,利用区间数的距离来度量不同打印机所打制件压缩形变的裂区效应。最后,综合考虑裂区效应和打印成本建立多目标优化方案,获得FDM工艺的最优参数设计值。验证实验的结果说明了所提方法的有效性和可行性。该研究为实现FDM技术的标准化和产业化提供了重要思路。