[发明专利]确定FDM型3D打印机最佳打印参数的方法

权利要求书

1.一种确定FDM型3D打印机最佳打印参数的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对打印机喷头温度、回抽速率、回抽距离和空驶速率进行单因素试验，判断各因素组合下打印机拉丝情况；

(2)采集单因素试验中各因素组合下的打印机振动信号，对振动信号进行时域分析，提取时域特征参数，通过各个因素组合下打印机拉丝情况，确定各时域特征参数对拉丝情况的影响规律；

(3)对打印机喷头温度、回抽速率、回抽距离和空驶速率进行正交试验；

(4)采集正交试验中各因素组合下的打印机振动信号，对振动信号进行时域分析，提取时域特征参数；

(5)以步骤(4)时域特征参数作为评价指标对正交试验的各因素进行极差分析，并依据步骤(2)得到的各时域特征参数对拉丝情况的影响规律得到各因素的最优组合。

2.根据权利要求1所述的确定FDM型3D打印机最佳打印参数的方法，其特征在于，所述单因素试验选择4水平单因素试验。

3.根据权利要求1所述的确定FDM型3D打印机最佳打印参数的方法，其特征在于，所述单因素试验具体为：保持回抽速率50mm/s、喷头温度190℃、空驶速率50mm/s不变，在回抽距离1、3、6、9、12mm条件下考察拉丝情况；保持回抽距离6mm、喷头温度190℃、空驶速率50mm/s不变，在回抽速率10、30、50、60、80mm条件下考察拉丝情况；保持空驶速率50mm/s、回抽速率50mm、回抽距离6mm不变，在喷头温度190、195、200、205、210℃条件下考察零件的拉丝情况；保持回抽速率50mm/s、喷头温度190℃、回抽距离6mm,在空驶速率10、30、50、60、80mm条件下考察拉丝情况。

4.根据权利要求1所述的确定FDM型3D打印机最佳打印参数的方法，其特征在于，所述时域特征参数包括峭度值、峰值因子和脉冲因子。

5.根据权利要求4所述的确定FDM型3D打印机最佳打印参数的方法，其特征在于，峭度值的计算公式如下：

其中，x_i为所采集的信号，为信号x_i平均值，n为所采集信号的取值长度，σ_i为标准差，i＝1,2,...,n；

峰值因子的计算公式如下：

其中，C代表峰度因子，X_P是所计算信号x_i的峰值，X_P＝max{|x_i|}，X_rms是所计算信号x_i的均方根值，

脉冲因子计算公式如下：

其中，I是指脉冲因子，X_P是所计算信号x_i的峰值，是所求信号的均值。

6.根据权利要求1所述的确定FDM型3D打印机最佳打印参数的方法，其特征在于，所述正交试验以回抽速率、空驶速率、喷头温度和回抽距离四个因素，每个因素选择三个水平进行正交试验。

7.根据权利要求1所述的确定FDM型3D打印机最佳打印参数的方法，其特征在于，所述极差分析为：

令M_ij为所研究因素j下的第i个水平，i＝1,2,…,n，j＝A,B,C,D，N_ij为在M_ij下的评价指标，在M_ij下进行q₁次评价指标N_ijk，k＝1,2,…,T，则有：

其中，K_ij为在第j因素第i水平下的评价指标；N_ijk为所研究的第j个因素在第i水平下第k个试验指标；

计算各因素平均水平试验指标计算公式为：

根据的大小判断各因素的优水平和各因素的优水平组合；

极差R_j计算公式为：

根据极差大小判断因素的主次。