[發明專利]電弧填絲增材制造分層切片工藝變量自動計算方法

有效

• 申請號: 201711226189.6
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107944154B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 熊俊;柯揚;尹紫秋
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/18;G06F111/06
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

1.一種電弧填絲增材制造分層切片工藝變量自動計算方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)對金屬構件三維模型進行分層切片，獲得每個層片的設定層高LH_set和層寬LW_set；

(2)設計電弧填絲增材制造試驗工藝變量樣本，確定每個工藝變量的取值范圍，完成所有工藝變量樣本的工藝試驗，測量對應工藝變量組合下的層高和層寬尺寸；

(3)將設計的電弧填絲增材制造工藝變量樣本和測量的層高、層寬尺寸作為建模數據，以工藝變量為輸入變量，測量的層高和層寬為輸出變量，建立由工藝變量計算層高和層寬的數學模型；設計驗證樣本數據，對所述數學模型的精度進行驗證；

(4)任意選定一組工藝變量初始值，每個工藝變量初始值在步驟(2)所述的對應工藝變量取值范圍內，將工藝變量初始值導入步驟(3)建立的數學模型中，計算層高LH和層寬LW尺寸，令設定層高與計算層高的誤差E_LH＝100％×(LH-LH_set)/LH_set，設定層寬與計算層寬的誤差E_Lw＝100％×(LW-LW_set)/LW_set；其中LH_set為設定層高，LW_set為設定層寬，設定誤差閾值E_set，E_set0，循環次數初始值n＝0，總循環次數為N；

(5)如果|E_LH|≤E_set且|E_Lw|≤E_set，則表示分層切片工藝變量計算成功；

(6)如果|E_LH|E_set或|E_Lw|E_set，則分為以下四種情況進行處理：(a)E_LH0且E_Lw0，則減小對層高和層寬正影響的單一工藝變量或增大對層高和層寬負影響的單一工藝變量；(b)E_LH0且E_Lw0，則增大對層高和層寬正影響的單一工藝變量或減小對層高和層寬負影響的單一工藝變量；(c)E_LH0且E_Lw0，則減小對層高負影響且對層寬正影響的單一工藝變量；(d)E_LH0且E_Lw0，則增大對層高負影響且對層寬正影響的單一工藝變量；

(7)令n＝n+1，將步驟(6)調節的工藝變量代入步驟(3)建立的數學模型中，計算層高LH和層寬LW；如果|E_LH|≤E_set且|E_Lw|≤E_set且n≤N，則表示分層切片工藝變量計算成功；如果|E_LH|E_set或|E_Lw|E_set，且nN，則繼續重復步驟(6)-(7)；如果|E_LH|E_set或|E_Lw|E_set且n＝N，則結束循環過程。

2.根據權利要求1所述的一種電弧填絲增材制造分層切片工藝變量自動計算方法，其特征在于：步驟(2)中所述的工藝變量包括層間溫度。

3.根據權利要求1所述的一種電弧填絲增材制造分層切片工藝變量自動計算方法，其特征在于：步驟(2)中所述的工藝試驗是通過下述方式進行的：先在基板上堆積四層單道，然后控制層間溫度進行第五至十層的堆積。

4.根據權利要求1所述的一種電弧填絲增材制造分層切片工藝變量自動計算方法，其特征在于：步驟(2)中所述的層高尺寸是測量的第五至第十層的平均層高尺寸，層寬尺寸是測量的第五至第十層的平均層寬尺寸。

5.根據權利要求1所述的一種電弧填絲增材制造分層切片工藝變量自動計算方法，其特征在于：步驟(3)中所述的數學模型是通過傳統回歸擬合或神經網絡方法建立的。