A double-level intelligent improvement approach for overhangs on side loss(悬空区域侧损失双层次智能改善方法)

Abstract

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。