[發明專利]一種3D打印工程參數匹配方法

有效

• 申請號: 202210124195.5
• 申請日: 2022-02-10
• 公開（公告）號: CN114442968B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 王伯林;楊敏;姚曉飛;吳慶;劉世龍;張月榮;劉浩
• 申請（專利權）人: 中交第一公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F3/12
• 分類號: G06F3/12
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 韓洋

本發明公開了一種3D打印工程參數匹配方法，包括：獲取待打印工程的項目基本信息，針對每個構件，分別根據項目基本信息確定打印模型以及養護制度；根據打印模型、打印環境與養護制度確定材料配合比與打印路徑，基于材料配合比與打印路徑進行預打印，預打印是否合格，若是，則確定打印設備參數與養護參數；基于確定的參數進行構件的打印，檢驗所得構件的性能是否滿足要求，若是，則以當前參數為該構件的最優工程參數；若否，則對工程參數進行優化。利用本發明實施例所提供的3D打印工程參數匹配模型得到的待打印工程的最優工程參數，能夠有效克服現有技術所存在的僅考慮單一因素難以轉換為項目成果的問題。

技術領域

本發明涉及3D打印技術領域，特別涉及一種3D打印工程參數匹配方法。

背景技術建筑3D打印技術是一種應用機電一體化技術將水泥基建筑材料自動建造成所設計的模型結構的新型建造方式，具有設計自由化、施工快速化等諸多優勢，特別的是增材制造的方式使得建造成本大幅度降低。目前，該技術的優化核心在于材料與打印設備的兼容性和協調性，但是這并不能有效地提升推動建筑3D打印技術的發展；因為，在實際打印工程中，會受到材料和設備、路徑等多種影響因素的影響。

然而，當下研究鮮有依據實際工程情況成體系的研究，更多地局限于單點、單學科的研究層面。現有工程中主要著力于研究如何提升材料性能或者路徑規劃，以材料為例，在材料的配比設計上提升材料的硬化性能，但是在設計材料配比時未綜合考慮材料與其他因素的協同關聯性、適配性，單一提升材料性能會導致工程成本、施工工期不滿足工程要求，致使相應的高性能材料的研發成果不能高效轉化到實際應用工程上、或大大降低了打印技術的固有優勢。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的著力于單因素研究、缺少3D打印工程參數匹配體系的問題，提供一種3D打印工程參數匹配方法，本發明通過3D打印實際工程各環節進行分析，確定3D打印對應的工程參數與參數間的匹配調試模型，對3D打印工程具有深遠的工程指導意義。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種3D打印工程參數匹配方法，所述方法包括：

獲取待打印工程的項目基本信息，所述項目基本信息包括：項目要求、各構件的尺寸與形狀、打印環境；

根據所述項目基本信息確定養護制度，以及，根據所述項目基本信息確定各構件的打印模型；所述打印模型包括：各構件的結構分塊設計，以及拼接參數；

針對每個構件的各個結構分塊，根據結構分塊的形狀與尺寸、打印環境與養護制度確定材料配合比與打印路徑，基于所述材料配合比與打印路徑進行各結構分塊的預打印；檢驗預打印的模型是否合格，若否，則重新確定所述打印路徑，直到預打印模型合格；若是，則根據所述材料配合比與打印路徑確定各結構分塊的打印設備參數與養護參數；

基于各結構分塊的材料配合比、拼接參數、打印路徑、打印設備參數與養護參數進行構件的打印，得到整體結構件；

檢驗所述整體結構件的性能是否滿足要求，若是，則以當前材料配合比、打印路徑、打印設備參數與養護參數、拼接參數為該整體結構件的最優工程參數；若否，則計算所得整體結構件的性能差異系數，根據所述性能差異系數對工程參數進行優化。

根據一種具體的實施方式，上述3D打印工程參數匹配方法中，所述檢驗所得整體結構件的是否滿足要求，包括：

通過實驗獲取所述整體結構件中受力構件的性能指標，判斷所述性能指標是否達到預設值，若是，則認為所得整體結構件性能滿足要求，若否，則認為所得整體結構件性能不滿足要求，并基于所述性能指標與預設值的差值計算所得構件的性能差異系數。

根據一種具體的實施方式，上述3D打印工程參數匹配方法中，通過實驗獲取的受力構件的性能指標，包括：應變、擾度、橫截面、裂縫寬度、模型與實體的差異程度、構件的連接強度；