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Updated: Feb 14, 2026

Fused Filament Fabrication FFF of Metal-Ceramic Components
Published on: January 11, 2019
基于NSGA-II的多目标优化,用于化学光滑的TPU零件的化丝制造工艺参数
Lokeshwaran Srinivasan1, Lalitha Radhakrishnan1, Ezhilmaran Veeranan1
1Department of Manufacturing Engineering, College of Engineering Guindy, Anna University, Chennai 600025, India.
这项研究通过调整打印参数和使用化学光滑来优化热塑性聚氨 (TPU) 的化丝制造 (FFF). 后处理显著改善了表面粗度,尺寸精度和最终抗拉强度.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 聚合物加工 聚合物加工
背景情况:
- 化丝制造 (FFF) 是一种广泛使用的热塑性聚氨 (TPU) 增材制造技术.
- 在FFF加工的TPU中同时实现最佳的表面质量,尺寸精度和机械性能仍然是一个挑战.
- 化学光滑等后处理技术可以改变3D打印零件的表面特性和机械性能.
研究的目的:
- 研究挤出机温度,层厚度和打印速度对FFF打印TPU表面粗度,尺寸偏差和最终拉伸强度的综合影响.
- 评估基于THF的化学光滑对印刷件表面和机械性能的影响.
- 使用遗传算法进行FFF工艺参数的多目标优化,以实现平衡的表面质量,尺寸精度和机械性能.
主要方法:
- 使用FFF制造TPU零件,采用Box-Behnken实验设计,可变的挤出机温度 (210-230°C),层厚度 (200-400μm) 和打印速度 (30-50mm/s).
- 通过基于THF的化学光滑进行印刷样本的后处理.
- 在化学光滑前后表征表面粗度 (Ra),尺寸偏差 (DD) 和最终抗拉强度 (UTS).
- 使用非主导排序遗传算法 (NSGA-II) 的多目标优化,该算法在Python 3.11中实现.
主要成果:
- 化学光滑显著减少了50-72%的表面粗度 (从13.17-15.87微米到4.01-7.35微米).
- 在后处理后,尺寸偏差提高了20-38% (从260-420μm到160-310μm).
- 化学光滑后,最终抗拉强度增加了10-24% (从30.24-40.30 MPa增加到33.97-47.94 MPa).
结论:
- 该研究成功地证明了通过优化工艺参数和化学光滑,FFF打印TPU零件的表面质量,尺寸精度和机械性能显著改善.
- 使用NSGA-II的多目标优化确定了最佳的FFF参数组合,以实现表面表面,尺寸精度和强度之间的理想平衡.
- 化学光滑是一种有效的后加工方法,可以提高FFF制造的TPU组件的整体性能.
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