机械工程学报

作者：翟翠红, 汪建均, 马义中, 冯泽彪, 任晓蕾, 丁春风

单位：1. 南京理工大学经济管理学院 南京 210094;2. 南京邮电大学管理学院 南京 210003

关键词：熔融沉积成型,参数设计,高斯过程,裂区效应,生产效率；

基金：国家自然科学基金重点(71931006)和国家自然科学基金面上(72171118, 72301146)资助项目。

为了提高熔融沉积成型(Fused deposition modeling, FDM)工艺的生产速度和产品交货速度，需要增加3D打印设备数量或实施分布式本土化生产来扩大产能。因此，提高FDM工艺在批量化生产中的工艺稳定性和生产效率，将成为FDM技术未来广泛应用于工业领域的关键。该研究的目标是通过选择合适的FDM工艺参数设置，实现在较低的打印成本下相同型号或不同型号的3D打印机所打制件质量的一致性。首先，将高斯过程模型与裂区试验设计相结合，研究制件的压缩形变、打印时间和消耗线材的长度与关键工艺参数之间的关系。然后，考虑到工艺过程中的不确定性，利用区间数的距离来度量不同打印机所打制件压缩形变的裂区效应。最后，综合考虑裂区效应和打印成本建立多目标优化方案，获得FDM工艺的最优参数设计值。验证实验的结果说明了所提方法的有效性和可行性。该研究为实现FDM技术的标准化和产业化提供了重要思路。

来源：2023年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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