大連理工大學王偉明獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉大連理工大學申請的專利一種基于熱形變的三維打印方向優化方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116714253B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310286046.3,技術領域涉及:B29C64/393;該發明授權一種基于熱形變的三維打印方向優化方法是由王偉明;李姍;夏毅設計研發完成,并于2023-03-23向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于熱形變的三維打印方向優化方法在說明書摘要公布了:本發明屬于計算機輔助設計的三維打印領域,涉及一種基于熱型變的三維打印方向優化方法。本發明考慮了支撐因素,由于不同方向下產生的支撐體積有所差別,故將其作為研究內容之一。本發明考慮了熱形變因素,使用ISMInherentStrainMethod模擬打印過程,計算模型形變。本發明基于階梯效應考慮了打印質量問題。本發明考慮了打印時間問題。本發明選擇基于遺傳算法改進的NSGA?2算法解決了上述多目標優化問題,尋找了最佳的打印方向。當前,尚未有研究同時考慮以上幾種因素優化打印方向,本發明將打印方向優化與過程仿真結合起來,能夠有效減少結構變形,提高打印結構強度與質量。
本發明授權一種基于熱形變的三維打印方向優化方法在權利要求書中公布了:1.一種基于熱形變的三維打印方向優化方法,其特征在于,步驟如下: 步驟S1:前處理階段;輸入三維模型M,獲得三維模型的三角形面f與頂點v,使用六面體網格將模型體素化; 步驟S1.1:將三角形網格結構輸入到系統中,讀取三維結構的三角形面與頂點坐標; 步驟S1.2:使用六面體網格將三維模型體素化; 步驟S2:計算模型所需要的支撐體積; 步驟S2.1:依次檢測三角形網格面是否懸空; 步驟S2.2:為三角形懸垂面添加支撐結構; 步驟S2.3:計算支撐體積數值; 步驟S3:計算模型打印過程中產生的最大熱形變; 步驟S3.1:支撐體素與模型體素耦合; 步驟S3.2:使用ISM方法計算三維模型所有網格頂點的位移情況; 步驟S3.3:有限元分析模塊; 有限元分析模塊; f∈inh=DTCT∈inh, 其中,C是彈性矩陣,D是應變-位移矩陣; 求解剛度方程: KiUi=fi Ki是由前i-1個打印階段的元素組成的全局剛度矩陣,即fi是由Li被激活引起的應力;Ui是Li被激活時頂點處產生的位移大小; 最后將Li被激活時產生的位移相加即可得到此時模型的總形變; 步驟S3.4:計算模型所有頂點的最大形變大小 MD=maxD1,D2,...,DN; 步驟S4:計算模型的打印質量; 步驟S4.1:計算尖端高度; 步驟S4.2:計算階梯效應引發的誤差; 步驟S5:計算模型的打印時間; 步驟S6:使用NSGA-2算法進行優化,得到互不支配的帕累托最優解集; 步驟S6.1:構建打印框架; 步驟S6.2:使用NSGA-2算法進行優化。
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