稳定性约束的FDM成形零件建造方向优化设计

作     者：孙士平 陈元达 胡政 SUN Shiping;CHEN Yuanda;HU Zheng

作者机构：南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063 哈尔科夫国立航空航天大学火箭与空间技术学院哈尔科夫乌克兰 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11862015) 江西省自然科学基金资助项目(20192BAB206027) 

出 版 物：《计算机集成制造系统》 (Computer Integrated Manufacturing Systems)

年 卷 期：2023年第29卷第7期

页      码：2327-2337页

摘      要：增材制造(3D打印)零件的建造方向对制造成本、表面质量、建造稳定性等指标有着重要影响。以绕打印平台坐标轴旋转的3个角度描述建造方向,建立了以台阶效应引起的体积误差表征表面质量、以支撑材料体积和零件打印分层数描述制造成本的多目标优化模型,采用多目标进化算法(MOEA/D)分别实现了基于FDM工艺的两种不同复杂程度零件的建造方向优化。针对优化解集中的零件建造方向存在不稳定、数量偏少且分布离散问题,提出一种基于自支撑表面悬空体积的稳定系数指标来量化建造方向的稳定程度。结合对目标函数的连续性改进,重新建立了考虑建造方向稳定性的多目标优化模型并进行有效求解。优化结果表明,改进目标函数的连续性能获得更多优化解,定义的稳定系数指标能有效量化零件建造方向的稳定程度;当稳定系数小于稳定性阈值0.6时,两种零件优化获得的建造方向均能满足零件建造方向的稳定性要求。

主 题 词：增材制造 建造方向 多目标优化 稳定系数 稳定性阈值 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.13196/j.cims.2023.07.016

馆 藏 号：203122683...