【摘 要】
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随着经济的全球化,市场竞争将越来越激烈,产品能否快速响应市场已经成为企业竞争胜败的关键。3D打印技术中的三维喷墨打印工艺在成形速度、可成形材料种类、设备价格、运行和维护成本等方面具有明显优势,具有良好的发展潜力和广阔的应用前景,代表着3D打印技术的发展方向。在三维喷墨打印工艺中,打印制件精度受到数据处理,粉末材料以及粘结剂撞击渗透影响,其中粘结剂撞击与渗透、数据处理中成型方向以及分层厚度是制件中产
【基金项目】
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河北省自然基金项目（E2016202297）；
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随着经济的全球化,市场竞争将越来越激烈,产品能否快速响应市场已经成为企业竞争胜败的关键。3D打印技术中的三维喷墨打印工艺在成形速度、可成形材料种类、设备价格、运行和维护成本等方面具有明显优势,具有良好的发展潜力和广阔的应用前景,代表着3D打印技术的发展方向。在三维喷墨打印工艺中,打印制件精度受到数据处理,粉末材料以及粘结剂撞击渗透影响,其中粘结剂撞击与渗透、数据处理中成型方向以及分层厚度是制件中产生误差的主要来源。本文据此开展了以下研究:（1）利用COMSOL仿真软件对粘结剂的撞击与渗透过程进行数值模拟,分别研究溶液属性对撞击以及砂床特性对渗透的影响。同时采用实验的方法对液滴的铺展半径进行采集,求得液滴凝聚单元的尺寸。将实验结果与仿真结果进行对比,验证了采用该仿真方法的有效性。通过仿真与实验发现撞击中采用呋喃溶液,渗透中采用BSS100砂床的打印制件成型效率更好,成型精度更高。（2）针对成型方向以及分层厚度对于制件成型精度和成型效率的影响,通过分析三维喷墨打印过程以及打印数据处理中模型的几何特征,建立了以成型方向与分层厚度为变量,以成型精度与成型效率为目标的多目标模型。（3）针对NSGA-II算法的不足之处,提出了改进的阶梯自适应算法和双排序算法。通过仿真测试说明了改进的阶梯自适应算法在运算收敛精度、跳出局部最优解以及改进的双排序算法在算法寻优能力、保持种群多样性上具有一定的优势。并将改进的阶梯自适应算法以及双排序算法与NSGA-II算法相结合,提出了改进的基于多目标的SD-NSGA-II算法。（4）通过仿真测试对比,说明改进的SD-NSGA-II算法比NSGA-II算法在收敛性与最优解集的分布性表现更好。利用Matlab软件编写了基于成型方向和分层厚度的多目标程序,进行了实例验证,实验表明:相较于NSGA-II算法,SD-NSGA-II算法针对具体的模型求解出更好的解,从而完成对模型成型方向与分层厚度的优化,并有效的提高了制件的成型精度以及成型效率。
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