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基于支持向量回归的熔丝制造3D打印能效优化模型

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中国机械工程 2022年第18期33卷 2215-2226页

作者：鲍宏杨靖柯庆镝李红真么永政合肥工业大学机械工业绿色设计与制造重点实验室合肥230009 合肥工业大学机械工程学院合肥230009

基于响应面法和支持向量回归模型对熔丝制造3D打印能效进行预测与优化。首先,利用田口方法设计六因素三水平正交试验,通过响应面法分析得出对加工能效影响较为显著的3个因素即层高、打印速度和热床温度;然后,通过支持向量回归方法建立... 详细信息

基于响应面法和支持向量回归模型对熔丝制造3D打印能效进行预测与优化。首先,利用田口方法设计六因素三水平正交试验,通过响应面法分析得出对加工能效影响较为显著的3个因素即层高、打印速度和热床温度;然后,通过支持向量回归方法建立加工能效预测模型,并与BP神经网络方法进行对比,结果表明支持向量回归方法建模预测性能更优;最后,建立以加工时间和能效为目标的优化模型,利用NSGA-Ⅱ、MOEA/D、SPEA2和MOPSO 4种算法分别对模型进行求解,分析比较4种算法的Pareto前沿,结果表明NSGA-Ⅱ算法在求解此问题时综合表现最佳,对比NGSA-Ⅱ算法求得的优化结果与试验结果可知,NSGA-Ⅱ算法具有有效性和合理性。

关键词：熔丝制造能效支持向量回归多目标优化

考虑材料各向异性的熔丝制造PLA点阵结构弹性各向同性设计

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力学学报 2022年第5期54卷 1291-1302页

作者：王书恒戴时吴鑫伟马永彬邓子辰西北工业大学工程力学系西安710129 复杂系统动力学与控制工业和信息化部重点实验室西安710072

增材制造技术的兴起激发了国内外学者对结构创新设计的热情.然而,增材制造材料的各向异性为结构力学性能的预测与设计带来了一定的困难.为了准确预测熔丝制造聚乳酸(PLA)材料和点阵结构的弹性性能,并实现点阵结构的弹性各向同性设计,首... 详细信息

增材制造技术的兴起激发了国内外学者对结构创新设计的热情.然而,增材制造材料的各向异性为结构力学性能的预测与设计带来了一定的困难.为了准确预测熔丝制造聚乳酸(PLA)材料和点阵结构的弹性性能,并实现点阵结构的弹性各向同性设计,首先,本文采用正交各向异性弹性模型来描述PLA材料的弹性行为,通过实验和计算得到了正交各向异性模型需要的9个独立的弹性常数.然后,设计了一种力学性能可调的二维组合桁架点阵结构,基于代表体元法,在不考虑材料各向异性的情况下推导出了其平面内等效弹性性能的解析表达式及弹性各向同性条件.最后,根据PLA材料的各向异性调整点阵结构内部杆件的弹性模量和厚度,并基于代表体元法重新推导出了点阵结构平面内等效弹性性能的解析表达式及其弹性各向同性条件.研究结果表明,正交各向异性弹性模型适用于描述熔丝制造PLA材料的弹性行为,基于该模型能够准确预测PLA材料在任意方向上的弹性模量.在预测与设计熔丝制造点阵结构的力学性能时需要充分考虑材料的各向异性.在考虑材料的各向异性之后,基于代表体元法调整点阵结构的几何尺寸,能够实现部分点阵结构的弹性各向同性设计.

关键词：熔丝制造正交各向异性点阵结构代表体元法弹性各向同性设计

工艺参数对FFF制造碳纤维增强尼龙零件力学性能的影响与预测

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塑料工业 2024年第4期52卷 97-103页

作者：李飞飞蔡金明程玉华蔡艺瑞南京信息工程大学管理工程学院江苏南京210044 江苏业建建设集团有限公司江苏盐城224000 上海杉达学院商学院上海201209 沈阳药科大学工商学院辽宁沈阳110016

以熔丝制造(FFF)技术加工了碳纤维增强尼龙零件,采用田口试验设计研究了填充图案类型、填充密度、层高和打印方向对零件拉伸强度的影响,利用径向基网络(RBF)预测了不同工艺条件下零件拉伸强度。基于信噪比分析发现,在研究的4个试验因素... 详细信息

以熔丝制造(FFF)技术加工了碳纤维增强尼龙零件,采用田口试验设计研究了填充图案类型、填充密度、层高和打印方向对零件拉伸强度的影响,利用径向基网络(RBF)预测了不同工艺条件下零件拉伸强度。基于信噪比分析发现,在研究的4个试验因素中,填充密度对零件拉伸强度的影响最显著,其他因素的影响有如下顺序:打印方向>层高>填充图案类型。熔丝制造最优参数水平组合为:填充密度100%,打印方向0°,层高0.1 mm,填充图案类型六边形,在最优参数组合下,零件拉伸强度试验值为114.09 MPa,高于方差分析的回归方程预测值(108.18 MPa)。当径向基网络中隐含层神经元个数为56时,预测零件拉伸强度的均方误差(MSE)最低,为0.003 2,预测最优参数组合下零件拉伸强度为113.24 MPa。径向基网络预测值与试验值的MSE为0.46,回归方程预测值与试验值的MSE则达到20.01,表明径向基网络预测熔丝制造技术加工的零件拉伸强度更准确。

关键词：熔丝制造碳纤维增强尼龙田口试验设计径向基网络拉伸强度

基于挤压成型原理的低成本金属FFF技术研究

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机械管理开发 2024年第5期39卷 78-80页

作者：刁宏伟张玉民刘浩翔张志铖山东农业工程学院山东济南250000 山东赫德能源科技有限公司 1山东淄博255000

提出了一种新的FFF金属打印技术,即低价金属熔融沉积成型技术(Low-cost Metal Material Extrusion,简称LCMME),通过混合了金属粉末的聚合物材料替代纯金属丝来实现相对低温条件下的金属材料3D打印,解决了传统FFF技术无法进行纯金属3D打... 详细信息

提出了一种新的FFF金属打印技术,即低价金属熔融沉积成型技术(Low-cost Metal Material Extrusion,简称LCMME),通过混合了金属粉末的聚合物材料替代纯金属丝来实现相对低温条件下的金属材料3D打印,解决了传统FFF技术无法进行纯金属3D打印的问题,降低了打印金属材料零件的成本。

关键词：增材制造金属熔丝制造挤压成型聚合物

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3D打印技术及聚合物打印材料的研究进展

热固性树脂 2017年第4期32卷 67-70页

作者：高卓陈晓婷衣守志张宗王大力天津科技大学化工与材料学院天津300457 天津渤海化工集团精细化工有限公司天津300040

介绍了3D打印的原理,综述了目前市场上最常见的3种3D打印技术(立体光固化(SLA),熔融沉积或熔丝制造(FDM/FFF),选择性激光烧结(SLS))及其所用聚合物材料的研究开发进展。

关键词： 3D打印立体光固化成型熔融沉积熔丝制造选择性激光烧结聚合物