[发明专利]一种3D打印筒形件的尺寸误差补偿方法

权利要求书

1.一种3D打印筒形件的尺寸误差补偿方法，其特征在于，具体按照如下步骤实施：

步骤1，给筒形件的结构参数内径、壁厚和填充率分别选取n个试验水平值做全因子试验设计，将每个全因子试验设计得到的筒形件均进行3D打印成型试验；

步骤2，对步骤1经3D打印成型试验所得试样进行标号，用数显式游标卡尺对每组试样的壁厚、内径尺寸进行多次测量，并分别计算每组试样的壁厚、内径尺寸的平均值；

步骤3，根据步骤2计算的试样的壁厚、内径尺寸的平均值分别计算每组试样的内径和壁厚尺寸收缩相对误差值；

步骤4，根据步骤3计算的每组试样的内径和壁厚尺寸收缩相对误差值，应用数据处理软件分别对内径和壁厚尺寸收缩相对误差值进行多元拟合并检验，得到尺寸收缩误差补偿模型；

步骤5，将待打印筒形件的设计尺寸的内径、壁厚、填充率输入步骤4得到的尺寸误差补偿模型中，预测内径或壁厚尺寸收缩相对误差值，然后根据预测内径或壁厚尺寸收缩相对误差值对待打印筒形件的设计尺寸的内径、壁厚进行补偿，得到补偿后的筒形件尺寸，然后用补偿后的筒形件尺寸进行3D打印成型。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印筒形件的尺寸误差补偿方法，其特征在于，所述步骤1具体为：

给筒形件的结构参数内径、壁厚和填充率分别选取n个试验水平值，然后对每个内径、壁厚和填充率进行排列组合，得到n³组试验设计数据，然后用n³组试验数据采用Ultimaker3D打印机进行打印，得到n³组试样。

3.根据权利要求2所述的一种3D打印筒形件的尺寸误差补偿方法，其特征在于，所述n＝5。

4.根据权利要求2所述的一种3D打印筒形件的尺寸误差补偿方法，其特征在于，所述步骤3中计算每组试样的内径和壁厚尺寸收缩相对误差值具体为：

η＝(L₀-L)/L₀×100％

其中，η为内径或壁厚尺寸收缩相对误差值，L₀表示内径或壁厚的试验设计数据，L表示步骤2计算的试样内径或壁厚尺寸的平均值。

5.根据权利要求4所述的一种3D打印筒形件的尺寸误差补偿方法，其特征在于，所述步骤4具体为：

将n³组内径尺寸收缩相对误差值应用MATLAB或1stOpt进行多元拟合，得到内径尺寸收缩误差补偿模型，即就是得到内径尺寸收缩相对误差值η₁与三个结构参数内径x₁、壁厚x₂、填充率x₃之间的函数关系；

将n³组壁厚尺寸收缩相对误差值应用MATLAB或1stOpt进行多元拟合，得到壁厚尺寸收缩误差补偿模型，即就是得到壁厚尺寸收缩相对误差值η₂与三个结构参数内径x₁、壁厚x₂、填充率x₃之间的函数关系。

6.根据权利要求5所述的一种3D打印筒形件的尺寸误差补偿方法，其特征在于，所述步骤4中的数学处理软件为MATLAB或1stOpt。

7.根据权利要求5所述的一种3D打印筒形件的尺寸误差补偿方法，其特征在于，所述步骤5具体为：

将待打印筒形件的内径、壁厚、填充率分别输入到步骤4得到的内径尺寸收缩误差补偿模型和壁厚尺寸收缩误差补偿模型中，分别计算得到内径尺寸收缩相对误差值η₁和壁厚尺寸收缩相对误差值η₂，根据内径尺寸收缩相对误差值η₁和壁厚尺寸收缩相对误差值η₂对待打印筒形件的设计尺寸进行补偿，得到补偿后的筒形件尺寸，然后用补偿后的筒形件尺寸进行3D打印成型。