一种基于材料物理模型驱动的正向增材制造控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于材料物理模型驱动的正向增材制造控制方法，包括：构建基于材料微观结构物理模型的整体寿命分析模块；搜集整理增材制造设备范围内的材料微观结构数据库并进行归纳分析，得到标准的材料微观结构参数组合；采用人工神经网络建立制造控制参数组与标准的材料微观结构参数组合的对应关系；针对不同材料，依照标准的材料微观结构参数组合建立以微观结构物理模型为基准的材料整体寿命数据库；依照材料整体寿命数据库、标准的材料微观结构参数组合、制造控制参数组与标准的材料微观结构参数组合的对应关系数据链，采用人工神经网络建立正向驱动的增材制造逻辑模块；所述增材制造逻辑模块综合确定制造计划的优先顺序。

A Forward Increasing Material Manufacturing Control Method Driven by Material Physical Model

The present invention relates to a forward material adding manufacturing control method based on material physical model driving, which includes: building an overall life analysis module based on material micro-structure physical model; collecting and analyzing the material micro-structure database within the scope of material adding manufacturing equipment to obtain standard material micro-structure parameter combination; and establishing manufacturing control by using artificial neural network. Corresponding relationship between manufacturing parameter group and standard material microstructure parameter combination; establishing material whole life database based on micro-physical model according to standard material micro-structure parameter combination for different materials; according to material whole life database, standard material micro-structure parameter combination, manufacturing control parameter group and standard material micro-structure parameter combination A forward-driven logic module for incremental manufacturing is established by combining corresponding relation data links and using artificial neural network. The logic module for incremental manufacturing synthetically determines the priority of manufacturing plan.

【技术实现步骤摘要】
一种基于材料物理模型驱动的正向增材制造控制方法
本专利技术涉及增材制造
，尤其涉及一种基于材料物理模型驱动的正向增材制造控制方法。
技术介绍
增材制造（AM，AdditiveManufacturing），俗称3D打印，是融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。3D打印晶体（金属、陶瓷等材料）零部件的应用前景广阔，主要集中在生物医学，航空航天领域等。从3D打印设备出来的晶体部件，多数都必须经过后处理的工序，主要包括热处理和表面加工。热处理是用来消除打印过程中导致的微观结构，相成分以及残余应力场的不利因素，如利用高温下金属晶体的再结晶降低有害析出相含量，提高强化相含量，消除内部残余应力等。表面加工是满足零部件的几何加工精度，提高表面光滑度和表面硬度等。目前晶体（金属，陶瓷等）3D打印制造产业还处于制造摸索和经验积累的阶段。这主要是由于对设备打印出来的产品的质量缺少标准控制方法，因而导致打印出的零部件的机械性能和可靠性水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于材料物理模型驱动的正向增材制造控制方法，其特征在于，该方法包括：1）构建基于材料微观结构物理模型的整体寿命分析模块，以便寿命分析流程随时调用；2）搜集整理增材制造设备范围内的材料微观结构数据库并进行归纳分析，得到标准的材料微观结构参数组合；3）采用人工神经网络建立制造控制参数组与标准的材料微观结构参数组合的对应关系；4）针对不同材料，依照标准的材料微观结构参数组合建立以微观结构物理模型为基准的材料整体寿命数据库；5）依照材料整体寿命数据库、标准的材料微观结构参数组合、制造控制参数组与标准的材料微观结构参数组合的对应关系数据链，采用人工神经网络建立正向驱动的增材制造逻辑模块；6）所述...

【技术特征摘要】
1.一种基于材料物理模型驱动的正向增材制造控制方法，其特征在于，该方法包括：1）构建基于材料微观结构物理模型的整体寿命分析模块，以便寿命分析流程随时调用；2）搜集整理增材制造设备范围内的材料微观结构数据库并进行归纳分析，得到标准的材料微观结构参数组合；3）采用人工神经网络建立制造控制参数组与标准的材料微观结构参数组合的对应关系；4）针对不同材料，依照标准的材料微观结构参数组合建立以微观结构物理模型为基准的材料整体寿命数据库；5）依照材料整体寿命数据库、标准的材料微观结构参数组合、制造控制参数组与标准的材料微观结构参数组合的对应关系数据链，采用人工神经网络建立正向驱动的增材制造逻辑模块；6）所述增材制造逻辑模块依照制造过程操作程序的便利性和工艺处理的经济性，在保证打印零部件强度和寿命可靠性的前提下，综合确定制造计划的优先顺序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下列方式构建基于材料微观结构物理模型的整体寿命分析模块：依照材料的微观损伤原理，结合实验分析和验证，把物理数据模型数字化求解和模块化。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下列方式搜集整理增材制造范围内的材料微观结构数据库并进行归纳分析，得到标准的材料微观结构参数组合：1）依照不同材料的类别，结合增材制造设备的制造能力和可控制范围，对其制造的不同材料的微观结构参数划定变化区间；2）依照增材制造设备的制造能力和可控制范围以及制造过程本身的经济性和效率，提供不同材料微观结构参数的分布描述；3）对不同材料微观结构参数的分布描述进行统计分析，得到标准的材料微观结构参数组合。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述标准的材料微观结构参数组合具有最高概率分布点，用于作为材料本身涉及零部件可靠性分析的微观数据起始点以及特定增材制造设备的最高制造级别。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述增材制造逻辑模块根据下列方式确定制造计划的优先顺序：1）标定标准的材料微观结构参数组合最高概率分布点对应的制造控制参数组为最高制造级别；2）从标准的材料微观结构参数组合最高概率分布点向材料的高寿命区梯级或降级扩展，达到能够满足寿命要求的次级制造级别；3）最后得到满足设计安全可靠性的制造计划。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述建立以微观结构物理模型为基准的材料整体寿命数据库，包括：1）结合不同材料的强度和物理性能，编制材料标准寿命分析载荷谱；2）依照不同材料的变形机制调用微观结构物理模型的整体寿命分析模块，计算得到标准载荷谱下材料的变形损伤机制图。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述材料为设计定型的工业部件时，还包括：1）将设计定形的工业部件采用计算机建模划网格，并直接采用该工业部件材料最高概率分布点对应的标准的材料微观结构参数组合作为起始点分析的材料数据；2）输入上述标准的材料微观结构参数组合并进行载荷分析，得到工业部件材料的载荷状况，并调用整体寿命分析模块进行结构有限元分析，得到工业部件材料的结构变形量；3）将上述得到的工业部件的载荷状况和结构变形量输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，陈滢，
申请(专利权)人：苏州先机动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32