三維打印工藝參數(shù)優(yōu)化及試驗(yàn)研究.pdf

1、三維打印是快速成型技術(shù)的典型代表，具有成形速度快，設(shè)備體積小，原料選材廣，加工過程無污染等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛的應(yīng)用于航空、教育、科研、制造、家電、醫(yī)療等領(lǐng)域。當(dāng)前三維打印制件的精度較低，嚴(yán)重制約了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。本文選用ZPrint310打印機(jī)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以ZP15E粉末和ZB51粘結(jié)劑為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)影響三維打印成形精度的材料收縮率和工藝參數(shù)進(jìn)行研究，通過優(yōu)化工藝參數(shù)，提高了三維打印成形的精度。將優(yōu)化的工藝參數(shù)用在成型顱腦缺損修復(fù)的實(shí)例上

2、，提高了三維打印技術(shù)在生物工程上應(yīng)用的有效性。
　　對(duì)三維打印制件的尺寸變化進(jìn)行觀察，得到ZP15E淀粉基復(fù)合粉末制件在X、Y、Z三個(gè)方向收縮率的變化趨勢(shì)和變化范圍。采用中心復(fù)合法設(shè)計(jì)試驗(yàn)，研究材料收縮率同層厚及飽和度之間的關(guān)系。將獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過二次回歸擬合出響應(yīng)模型。分析響應(yīng)曲面，獲得制件收縮率最小的工藝參數(shù)組合。
　　建立多層感知的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，用來研究材料、工藝參數(shù)等因素對(duì)三維打印制件尺寸精度的影響。用正交試

3、驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型不僅可以準(zhǔn)確模擬三維打印流程，而且能反應(yīng)層厚、飽和度、X、Y、Z三個(gè)方向的收縮補(bǔ)償值同三維打印制件尺寸相對(duì)誤差的內(nèi)在聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上利用遺傳算法進(jìn)行全局尋優(yōu)，得到最優(yōu)工藝參數(shù)組合。試驗(yàn)驗(yàn)證了最優(yōu)工藝參數(shù)打印的制件，尺寸精度明顯提高。
　　三維打印在生物工程上的應(yīng)用是當(dāng)今三維打印領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文采用GeomagicStudio和Mimics軟件之間的轉(zhuǎn)換，研究異形缺損顱骨補(bǔ)片數(shù)據(jù)信息獲