[发明专利]电弧填丝增材制造分层切片工艺变量自动计算方法

权利要求书

1.一种电弧填丝增材制造分层切片工艺变量自动计算方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)对金属构件三维模型进行分层切片，获得每个层片的设定层高LH_set和层宽LW_set；

(2)设计电弧填丝增材制造试验工艺变量样本，确定每个工艺变量的取值范围，完成所有工艺变量样本的工艺试验，测量对应工艺变量组合下的层高和层宽尺寸；

(3)将设计的电弧填丝增材制造工艺变量样本和测量的层高、层宽尺寸作为建模数据，以工艺变量为输入变量，测量的层高和层宽为输出变量，建立由工艺变量计算层高和层宽的数学模型；设计验证样本数据，对所述数学模型的精度进行验证；

(4)任意选定一组工艺变量初始值，每个工艺变量初始值在步骤(2)所述的对应工艺变量取值范围内，将工艺变量初始值导入步骤(3)建立的数学模型中，计算层高LH和层宽LW尺寸，令设定层高与计算层高的误差E_LH＝100％×(LH-LH_set)/LH_set，设定层宽与计算层宽的误差E_Lw＝100％×(LW-LW_set)/LW_set；其中LH_set为设定层高，LW_set为设定层宽，设定误差阈值E_set，E_set0，循环次数初始值n＝0，总循环次数为N；

(5)如果|E_LH|≤E_set且|E_Lw|≤E_set，则表示分层切片工艺变量计算成功；

(6)如果|E_LH|E_set或|E_Lw|E_set，则分为以下四种情况进行处理：(a)E_LH0且E_Lw0，则减小对层高和层宽正影响的单一工艺变量或增大对层高和层宽负影响的单一工艺变量；(b)E_LH0且E_Lw0，则增大对层高和层宽正影响的单一工艺变量或减小对层高和层宽负影响的单一工艺变量；(c)E_LH0且E_Lw0，则减小对层高负影响且对层宽正影响的单一工艺变量；(d)E_LH0且E_Lw0，则增大对层高负影响且对层宽正影响的单一工艺变量；

(7)令n＝n+1，将步骤(6)调节的工艺变量代入步骤(3)建立的数学模型中，计算层高LH和层宽LW；如果|E_LH|≤E_set且|E_Lw|≤E_set且n≤N，则表示分层切片工艺变量计算成功；如果|E_LH|E_set或|E_Lw|E_set，且nN，则继续重复步骤(6)-(7)；如果|E_LH|E_set或|E_Lw|E_set且n＝N，则结束循环过程。

2.根据权利要求1所述的一种电弧填丝增材制造分层切片工艺变量自动计算方法，其特征在于：步骤(2)中所述的工艺变量包括层间温度。

3.根据权利要求1所述的一种电弧填丝增材制造分层切片工艺变量自动计算方法，其特征在于：步骤(2)中所述的工艺试验是通过下述方式进行的：先在基板上堆积四层单道，然后控制层间温度进行第五至十层的堆积。

4.根据权利要求1所述的一种电弧填丝增材制造分层切片工艺变量自动计算方法，其特征在于：步骤(2)中所述的层高尺寸是测量的第五至第十层的平均层高尺寸，层宽尺寸是测量的第五至第十层的平均层宽尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种电弧填丝增材制造分层切片工艺变量自动计算方法，其特征在于：步骤(3)中所述的数学模型是通过传统回归拟合或神经网络方法建立的。