增材制造中耦合零件表面粗糙度及支撑面积的建造方向优化

增材制造中耦合零件表面粗糙度及支撑面积的建造方向优化

论文摘要

以熔融沉积(fused deposition modeling, FDM)技术为基础,研究了建造方向对于零件表面粗糙度以及支撑的影响.通过实验测试新型聚乳酸(polylactic acid, PLA)材料零件不同建造方向下的表面粗糙度,结合理论及经验公式,建立符合实际情况的粗糙度综合预测模型.对于复杂多面体零件,通过选择功能性表面,建立建造方向集合,在有限的方向集合内选择最优建造方向,从而整体提升零件表面粗糙度.提出了基于光固化立体造型术(stereolithography, STL)文件格式的支撑面积数学模型,以支撑面积最小为优化目标,使用遗传算法(genetic algorithm, GA)进行单目标优化,搜寻最优建造方向.针对不同建造方向下,表面粗糙度和支撑面积的耦合问题,建立多目标优化模型,使用遗传算法全局搜寻最优建造方向.

论文目录

  • 1 基于零件表面粗糙度的建造方向优化
  •   1.1 FDM成型零件表面粗糙度理论公式实验研究
  •   1.2 表面粗糙度预测模型的建立
  •   1.3 基于功能性表面粗糙度的建造方向优化算法
  • 2 耦合支撑面积及表面粗糙度的建造方向优化
  •   2.1 基于支撑面积的建造方向优化数学模型
  •   2.2 耦合表面粗糙度和支撑面积的建造方向优化数学模型
  • 3 综合算例
  •   3.1 基于功能性表面建造方向优化
  •   3.2 基于支撑面积的建造方向优化
  •   3.3 耦合表面粗糙度和支撑面积的建造方向优化
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王玉,陈子谦,李后起,高庆勇,胡志桥,于颖

    关键词: 熔融沉积,建造方向,表面粗糙度,支撑面积,遗传算法,多目标优化

    来源: 同济大学学报(自然科学版) 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 机械工业

    单位: 同济大学中德工程学院,同济大学机械与能源工程学院

    基金: 国家自然科学基金(51675383)

    分类号: TH16

    页码: 1180-1188

    总页数: 9

    文件大小: 2405K

    下载量: 149

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