[发明专利]一种解决陶瓷浆料3D打印流涎现象的参数选择方法

摘要

本发明公开了一种解决陶瓷浆料3D打印流涎现象的参数选择方法，包括以下步骤：确定陶瓷浆料微流挤出3D打印的参数范围；得到陶瓷浆料挤出阻力和陶瓷浆料流涎段长度数学模型；将挤出口内径、挤出口长度、料筒内径和陶瓷浆料挤出速度作为待优化参数，将四个参数的取值范围作为约束条件；以陶瓷浆料挤出阻力和陶瓷浆料流涎段长度作为适应度函数；将适应度函数和约束条件组成多目标优化问题，设置两个适应度函数的权重系数，将多目标优化问题转化为单目标优化问题；利用遗传算法对单目标优化问题进行求解，获得最优解；根据最优解选择参数型号。本方法采用多目标优化方法进行参数设计，解决流涎问题的同时保证挤出阻力最小。

主权项

1.一种解决陶瓷浆料3D打印流涎现象的参数选择方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、根据现有的3D打印设备挤出头直径型号、挤出头长度型号、料筒型号和挤出速度范围，确定陶瓷浆料微流挤出3D打印的参数范围；参数为挤出口内径D、挤出口长度L、料筒内径D₀和陶瓷浆料挤出速度v；各个参数范围的下限为对应型号中的最小值、上限为对应型号中的最大值；步骤2、根据陶瓷浆料挤出阻力的Benbow‑Bridgwater模型的经验公式，得到陶瓷浆料挤出阻力的数学模型；步骤3、根据陶瓷浆料在流道中的流动情况，对流涎现象产生机理进行分析，得到陶瓷浆料流涎段长度的数学模型；步骤4、将挤出口内径D、挤出口长度L、料筒内径D₀和陶瓷浆料挤出速度v作为待优化参数，将步骤1中确定的四个参数的取值范围作为约束条件以实现解决陶瓷浆料流涎现象的同时实现陶瓷浆料挤出阻力p最小；步骤5、以陶瓷浆料挤出阻力p作为适应度函数f₁；以陶瓷浆料流涎段长度L_x作为适应度函数f₂；步骤6、将适应度函数f₁和f₂以及约束条件组成多目标优化问题；以解决陶瓷浆料的流涎现象为核心，同时兼具陶瓷浆料挤出阻力p最小，设置两个适应度函数的权重系数w₁和w₂，将上述多目标优化问题转化为单目标优化问题；步骤7、利用遗传算法对单目标优化问题进行求解，获得单目标适应度函数F的最优解；步骤8、按照步骤7得到的最优解选择3D打印设备挤出头直径型号、挤出头长度型号、料筒型号和陶瓷浆料挤出速度。