【摘 要】
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3D打印是一种新型增材制造技术,近年来运用智能算法对增材制造技术开发引起了研究者的广泛关注。基于数字微镜阵列的3D打印技术与其他打印技术相比具有打印精度高的突出优势,缺点是打印效率较低。因此,本文以自适应分层算法与智能路径规划算法为研究对象,将其应用到该技术中提高制件打印质量与打印效率。主要研究内容总结如下:(1)自适应分层算法的研究。制件在打印前需要对制件进行分层处理,而分层质量是影响制件打印质
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3D打印是一种新型增材制造技术,近年来运用智能算法对增材制造技术开发引起了研究者的广泛关注。基于数字微镜阵列的3D打印技术与其他打印技术相比具有打印精度高的突出优势,缺点是打印效率较低。因此,本文以自适应分层算法与智能路径规划算法为研究对象,将其应用到该技术中提高制件打印质量与打印效率。主要研究内容总结如下:(1)自适应分层算法的研究。制件在打印前需要对制件进行分层处理,而分层质量是影响制件打印质量和打印效率的关键因素。分层越薄,制件的打印质量越高,打印效率就越低。为了调节制件打印效率与打印质量之间矛盾的问题,本文提出了基于STL制件最小法矢量的改进算法。实验对相同制件采用5种不同打印方法进行打印,然后进行打印性能测试。实验结果表明,本文算法能够有效平衡制件打印质量与打印效率之间的关系,在打印时间、阶梯体积误差、分层耗时均优于所对照算法。制件打印时间最多减少了8.7%,阶梯体积误差最多减少了16.5%,分层耗时最多减少了41.5%。所提出的分层方法能有效降低算法的执行时间,在保证制件打印质量的条件下,提高制件打印效率。(2)智能路径规划算法的研究。基于数字微镜阵列3D打印设备在打印过程中常采用平行往复扫描的方式对光敏树脂进行投影曝光。但扫描过程中可能经过无需曝光的坐标,造成打印路径冗余,影响制件的打印效率。针对上述问题,本文采用一种基于AP聚类改进蚁群算法对打印路径进行优化。实验采用3种不同的打印方法对同一打印制件进行打印测试。实验结果表明,本文算法相比IAPACA算法、KC-IACA算法分别节省了10.17%、6.52%的路径。该算法有效缩短制件打印时间,实现打印效率的性能优化。本文通过对基于数字微镜阵列的3D打印技术研究,在打印过程中对分层和打印路径进行优化,能够提高制件的打印质量和打印效率,为基于数字微镜阵列的3D打印技术在大规模制造中提供一种借鉴方案。
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