【摘 要】
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选择性激光熔融(SLM)作为3D打印的一种,可打印材料多、打印结构灵活及复杂,被广泛运用于各个领域,贵金属的在饰品方面的应用体现了贵金属高附加值的特点,此特点成为其与3D打印契合点。贵金属SLM打印中如何快速确定合适的工艺参数是保证制件质量的首要条件,但SLM打印过程复杂,各工艺参数多且互相耦合和制约,再加上贵金属本身成本过高,反复试打印将造成材料的损耗及成本的增加。因此本文以镂空的925Ag件为
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选择性激光熔融(SLM)作为3D打印的一种,可打印材料多、打印结构灵活及复杂,被广泛运用于各个领域,贵金属的在饰品方面的应用体现了贵金属高附加值的特点,此特点成为其与3D打印契合点。贵金属SLM打印中如何快速确定合适的工艺参数是保证制件质量的首要条件,但SLM打印过程复杂,各工艺参数多且互相耦合和制约,再加上贵金属本身成本过高,反复试打印将造成材料的损耗及成本的增加。因此本文以镂空的925Ag件为例,在初设计好的工艺参数的基础上,结合Simufact Additive有限元仿真和正交试验分析其打印的主要工艺参数对制件质量的影响规律;然后基于支持向量机(SVM)建立打印件变形的预测模型,并利用遗传算法(GA)工艺参数进行寻优,为SLM打印工艺参数的选择和调控提供新的方法途径。主要研究内容如下:(1)基于打印件结构特征及材料特性,结合打印设备设计了925Ag镂空件的选择性激光熔融打印工艺,包括支撑、摆放位置、扫描策略、工艺参数等,并基于Simufact Additive建立其有限元仿真分析,为下文的研究做准备。(2)基于Simufact Additive有限元模拟,通过正交试验结果的分析,得出不同工艺参数对打印件质量影响的权重排序并获得较优的工艺参数组合,进一步模拟对比分析,最终获得一组最优工艺参数。该方式方法以及结果可为相关工艺参数设计及优化提供一定的理论指导。(3)基于支持向量机(SVM)机器学习方法,结合正交试验获得的样本集,对比分析遗传算法(GA)和K折交叉验证法对支持向量机参数寻优后建立的预测模型,获得预测效果较好的925Ag镂空件变形的预测模型。预测模型的建立代替有限元仿真的繁琐及耗时,并为相关人员制定和优化工艺参数提供参考。(4)基于GA_SVM预测模型,运用遗传算法对工艺参数进行寻优,从而建立工艺参数与变形的映射关系,并进行GUI系统的设计,最后进行模拟仿真验证和企业生产。规避了正交试验离散性同时,使得在测试及选取合理工艺参数时更方便直观。
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