[發明專利]基于雙指標正交試驗結合支持向量機快速優化聚乳酸熔融沉積成型工藝的方法

在審

• 申請號: 202010847263.1
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112172128A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 楊晨;肖荔人;陸文聰;楊裕金
• 申請（專利權）人: 上海大學;福建師范大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/386;G06F30/12;G06F30/20;B33Y10/00;B33Y50/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種基于雙指標正交試驗結合支持向量機快速優化聚乳酸熔融沉積成型工藝的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)確定工藝參數：

確定熔融沉積成型的工藝參數及水平數，選用合適的正交試驗表；

2)構建標準樣條模型并調整工藝參數：

采用拉伸、沖擊樣條標準，通過CAD軟件設計出標準樣條模型；將構建好的力學性能測試樣條模型導出為stl文件，利用Cura軟件切片，并按照正交試驗方案調整工藝參數；

3)利用FDM打印機打印試驗樣條并對其進行力學性能測試：

參數調整完畢后，將設定好的模型數據導入FDM打印機中準備打印；待全部試驗樣條打印完成后，分別按照標準進行力學性能測試，記錄試驗結果；

4)正交試驗結合支持向量機，建立FDM打印制品工藝參數—力學性能模型：

根據公式對工藝參數數據進行轉換，將轉換后的工藝參數數據及正交試驗結果導入建模軟件中，準備進行機器學習建模；以各個模型留一法交叉驗證得到的均方根誤差和相關系數作為評價指標，用支持向量機建立聚乳酸熔融沉積成型制品工藝參數—力學性能模型；

5)生成大量虛擬樣本，進行高通量篩選，快速預報打印制品的性能：

通過編程自動生成大量的虛擬樣本，將這些虛擬樣本投入到構建好的工藝參數與力學性能的關系模型中，進行高通量篩選，快速預報出該工藝條件下的FDM打印制品的力學性能。

2.根據權利要求1所述基于雙指標正交試驗結合支持向量機快速優化聚乳酸熔融沉積成型工藝的方法，其特征在于，在所述步驟2)中，用于建模的自變量為是四個工藝參數經公式計算轉換后的變量，目標變量是FDM打印制品的拉伸強度和沖擊強度。

3.根據權利要求1所述基于雙指標正交試驗結合支持向量機快速優化聚乳酸熔融沉積成型工藝的方法，其特征在于，在所述步驟4)中，用于數據轉換并進行建模的聚乳酸熔融沉積成型制品工藝參數和力學性能數據是通過設計雙指標正交試驗獲得的。

4.根據權利要求1所述基于雙指標正交試驗結合支持向量機快速優化聚乳酸熔融沉積成型工藝的方法，其特征在于，在所述的步驟5)中，高通量篩選包括以下步驟：

5-1)設計條件為：

分層厚度范圍為0～0.4mm，分層厚度步長不大于0.05mm；打印速度范圍為30～90mm/s，打印速度步長不大于5mm/s；打印溫度范圍為190～220℃，打印溫度步長不大于5℃；填充角度范圍為0～45°，填充角度步長不大于5°，利用python編程生成大量虛擬樣本；

5-2)將生成的大量的虛擬樣本投入到已構建完成的預測模型中，輸出不同工藝參數條件下力學性能預報值；

5-3)從預報結果中挑出具有較高指標值的工藝參數組合，作為高通量篩選結果，利用優化后的工藝參數組合進行打印。