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专利号: 2025103563834
申请人: 湖南理工职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种3D打印熔体挤出控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:获取3D打印产品图纸;对3D打印产品图纸进行打印成型流程标记,得到3D打印成型流程;基于3D打印成型流程进行产品结构形态走向分析,得到产品结构形态走向数据;

步骤S2:对产品结构形态走向数据进行产品分段打印熔体温度匹配模拟,得到结构分段熔体温度匹配数据;根据结构分段熔体温度匹配数据进行局部打印受力匹配,得到结构分段打印受力匹配数据;根据结构分段打印受力匹配数据进行自适应熔体挤出控制设计,得到自适应熔体挤出控制机制;

步骤S3:对自适应熔体挤出控制机制进行优化调整,得到自适应熔体挤出优化控制机制;将自适应熔体挤出优化控制机制发送至3D打印机控制中心,以执行熔体挤出控制方法。

2.根据权利要求1所述的3D打印熔体挤出控制方法,其特征在于,步骤S1包括以下步骤:步骤S11:获取3D打印产品图纸;

步骤S12:对3D打印产品图纸进行数据清洗,得到3D打印产品清洗图纸;

步骤S13:对3D打印产品清洗图纸进行打印成型流程标记,得到3D打印成型流程;

步骤S14:基于3D打印成型流程对3D打印产品清洗图纸进行产品结构形态走向分析,得到产品结构形态走向数据。

3.根据权利要求1所述的3D打印熔体挤出控制方法,其特征在于,步骤S2包括以下步骤:步骤S21:获取打印初始参数,其中打印初始参数包括材料熔体初始参数,打印初始速度;

步骤S22:根据打印初始参数中的材料熔体初始参数对产品结构形态走向数据进行产品分段打印熔体温度匹配模拟,得到结构分段熔体温度匹配数据;

步骤S23:根据打印初始参数中的打印初始速度和结构分段熔体温度匹配数据对产品结构形态走向数据进行局部打印受力匹配,得到结构分段打印受力匹配数据;

步骤S24:基于结构分段熔体温度匹配数据和结构分段打印受力匹配数据进行自适应熔体挤出控制设计,得到自适应熔体挤出控制机制。

4.根据权利要求3所述的3D打印熔体挤出控制方法,其特征在于,步骤S22包括以下步骤:步骤S221:对产品结构形态走向数据进行薄壁结构识别,得到薄壁结构形态走向数据;

对产品结构形态走向数据进行桥接悬垂结构识别,得到产品桥接悬垂结构数据;

步骤S222:基于薄壁结构形态走向数据进行层纹梯度层叠效应分析,得到薄壁层纹层叠效应数据;

步骤S223:根据薄壁结构形态走向数据和薄壁层纹层叠效应数据进行热量集聚速率模拟,得到薄壁结构热量集聚速率;

步骤S224:根据薄壁结构热量集聚速率和薄壁层纹层叠效应数据进行热形变非线性温度区间拟合,得到热形变非线性温度区间;

步骤S225:根据打印初始参数中的材料熔体初始参数对热形变非线性温度区间进行薄壁打印熔体温度匹配,得到薄壁打印熔体温度匹配数据;

步骤S226:根据打印初始参数中的材料熔体初始参数对产品桥接悬垂结构数据进行桥接悬垂打印熔体动态温度匹配,得到桥接悬垂熔体动态温度匹配数据;

步骤S227:基于薄壁打印熔体温度匹配数据和桥接悬垂熔体动态温度匹配数据进行产品分段打印熔体温度匹配模拟,得到结构分段熔体温度匹配数据。

5.根据权利要求4所述的3D打印熔体挤出控制方法,其特征在于,步骤S226包括以下步骤:对产品桥接悬垂结构数据进行两点间桥接支撑张力评估,得到产品桥接支撑张力;

根据产品桥接支撑张力对产品桥接悬垂结构数据进行弯曲截面强度评估,得到弯曲截面强度数据;

根据打印初始参数中的材料熔体初始参数对产品桥接支撑张力和弯曲截面强度数据进行不同产品截面间的热膨胀/收缩形变误差模拟评估,得到不同截面间的热膨胀/收缩形变误差数据;

基于热膨胀/收缩形变误差数据对打印初始参数中的材料熔体初始参数进行不同截面间的熔体温度升高区间和冷却速率匹配,得到不同截面间的熔体温度升高区间和冷却速率匹配数据;

根据不同截面间的熔体温度升高区间和冷却速率匹配数据进行桥接悬垂打印熔体动态温度匹配,得到桥接悬垂熔体动态温度匹配数据。

6.根据权利要求3所述的3D打印熔体挤出控制方法,其特征在于,步骤S23包括以下步骤:步骤S231:对产品结构形态走向数据进行曲面结构识别,得到结构曲面形态数据;根据结构曲面形态数据对产品结构形态走向数据进行弯曲转角角度识别,得到弯曲转角角度;

步骤S232:根据结构曲面形态数据和弯曲转角角度进行结构密度分布差异分析,得到结构密度分布差异数据;

步骤S233:基于结构分段熔体温度匹配数据进行熔体流变特性分析,得到结构分段熔体流变特性数据;

步骤S234:根据结构密度分布差异数据和结构分段熔体流变特性数据进行受力剪切过程中的内应力释放约束分析,得到受力剪切过程中的内应力释放约束数据;

步骤S235:基于内应力释放约束数据和打印初始参数中的打印初始速度进行局部打印受力匹配,得到结构分段打印受力匹配数据。

7.根据权利要求6所述的3D打印熔体挤出控制方法,其特征在于,步骤S234包括以下步骤:对结构密度分布差异数据进行局部密度梯度计算,得到密度梯度分布数据;

根据密度梯度分布数据和结构分段熔体流变特性数据进行剪切应力张量分解,得到各向异性应力分量数据;

对各向异性应力分量数据进行受力剪切冷却过程中内应力分布失衡模拟,得到内应力分布失衡数据;

基于内应力分布失衡数据进行受力打印层间强度调整,得到受力打印层间强度调整数据;

根据内应力分布失衡数据进行受力打印速度优化,得到受力打印速度优化数据;

根据受力打印层间强度调整数据和受力打印速度优化数据进行受力剪切过程中的内应力释放约束分析,得到受力剪切过程中的内应力释放约束数据。

8.根据权利要求3所述的3D打印熔体挤出控制方法,其特征在于,步骤S24包括以下步骤:步骤S241:分别对结构分段熔体温度匹配数据和结构分段打印受力匹配数据进行归一化处理,分别得到结构分段熔体温度匹配归一数据和结构分段打印受力匹配归一数据;

步骤S242:分别对结构分段熔体温度匹配归一数据和结构分段打印受力匹配归一数据进行逻辑学习,得到分段熔体温度逻辑学习数据和分段打印受力逻辑学习数据;

步骤S243:基于策略梯度算法对分段熔体温度逻辑学习数据和分段打印受力逻辑学习数据进行自适应熔体挤出控制设计,得到自适应熔体挤出控制机制。

9.根据权利要求1所述的3D打印熔体挤出控制方法,其特征在于,步骤S3包括以下步骤:步骤S31:对自适应熔体挤出控制机制进行测试模拟,得到熔体挤出控制测试模拟数据;

步骤S32:利用预设的熔体挤出误差识别模型对熔体挤出控制测试模拟数据进行误差识别收集,得到熔体挤出控制测试误差数据;

步骤S33:对熔体挤出控制测试误差数据进行误差参数平衡优化,得到误差参数平衡优化数据;

步骤S34:基于误差参数平衡优化数据对自适应熔体挤出控制机制进行优化调整,得到自适应熔体挤出优化控制机制;将自适应熔体挤出优化控制机制发送至3D打印机控制中心,以执行熔体挤出控制方法。

10.一种3D打印熔体挤出控制系统,其特征在于,用于执行如权利要求1所述的3D打印熔体挤出控制方法,该3D打印熔体挤出控制系统包括:形态走向分析模块,用于获取3D打印产品图纸;对3D打印产品图纸进行打印成型流程标记,得到3D打印成型流程;基于3D打印成型流程进行产品结构形态走向分析,得到产品结构形态走向数据;

自适应熔体挤出控制设计模块,用于对产品结构形态走向数据进行产品分段打印熔体温度匹配模拟,得到结构分段熔体温度匹配数据;根据结构分段熔体温度匹配数据进行局部打印受力匹配,得到结构分段打印受力匹配数据;根据结构分段打印受力匹配数据进行自适应熔体挤出控制设计,得到自适应熔体挤出控制机制;

机制调整优化模块,用于对自适应熔体挤出控制机制进行优化调整,得到自适应熔体挤出优化控制机制;将自适应熔体挤出优化控制机制发送至3D打印机控制中心,以执行熔体挤出控制方法。