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    一種基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法技術(shù)
    
                            
    技術(shù)編號：44495021 閱讀：2 留言：0更新日期：2025-03-04 18:01
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發(fā)明專利技術(shù)涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，包括：筒狀薄壁件的在長度方向上分區(qū)，并在不同分區(qū)設(shè)置不同的縮放系數(shù)降低筒狀薄壁件各區(qū)域的變形量。本發(fā)明專利技術(shù)通過對筒狀薄壁件在長度方向上分區(qū)并在不同分區(qū)設(shè)置不同的縮放系數(shù)，實現(xiàn)了筒狀薄壁件各區(qū)域變形量的降低，提高了筒狀薄壁件的尺寸均勻度和成型合格率；解決了現(xiàn)有技術(shù)中筒型薄壁件高度方向上各區(qū)域直徑和壁厚尺寸不均勻、變化較大和筒型薄壁件成型合格率低等問題。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
    
                                
    本專利技術(shù)涉及3d打印，尤其涉及一種基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法。

    技術(shù)介紹
    1、在增材制造制備大型復(fù)雜薄壁件(零件高度≥400mm，長徑比≥1.5，徑厚比≥30)的過程中，由于熔池凝固極高的溫度梯度，以及熔池在實體和粉末上導(dǎo)熱系數(shù)的差異，導(dǎo)致工件在不同位置的殘余應(yīng)力并不相同。大型復(fù)雜薄壁件的變形行為通常并不是整體縮放而是局部變形的，這種基于局部應(yīng)力分布的非線性變形被定義為非均勻變形。為解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)在增材制造往往采用設(shè)置縮放系數(shù)，調(diào)整增材制造尺寸參數(shù)，實現(xiàn)降低甚至完全抵消局部變形：具體到薄壁件，薄壁件縮放系數(shù)是薄壁件直徑實測值和理論值差值的絕對值與薄壁件直徑實測值比值加1。
    2、傳統(tǒng)方案通常采用均勻的縮放系數(shù)，長徑比較大的零件打印后其非均勻變形越大，薄壁件高度方向上各區(qū)域的截面面積、外徑、壁厚尺寸差異越大，薄壁件尺寸難以滿要求，成型合格率低。

    技術(shù)實現(xiàn)思路
    1、鑒于上述的分析，本專利技術(shù)旨在提供一種基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中筒型薄壁件高度方向上各區(qū)域直徑和壁厚尺寸不均勻、變化較大和筒型薄壁件成型合格率低等問題中的至少一個。
    2、本專利技術(shù)的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
    3、一種基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，所述變形控制方法包括：對筒狀薄壁件的在長度方向上分區(qū)，并在不同分區(qū)設(shè)置不同的縮放系數(shù)降低筒狀薄壁件各區(qū)域的變形量。
    4、優(yōu)選地，所述變形控制方法包括：</p>
    5、基于筒狀薄壁件的長徑比和筒狀薄壁件的徑厚比確定在筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)；
    6、基于筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)結(jié)果確定筒狀薄壁件長度方向各分區(qū)的縮放系數(shù)η；
    7、基于筒狀薄壁件長度方向各分區(qū)的縮放系數(shù)降低成品筒狀薄壁件的各區(qū)域變形量。
    8、優(yōu)選地，基于筒狀薄壁件的長徑比和筒狀薄壁件的徑厚比確定在筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)包括：長徑比及徑厚比越大，相應(yīng)增多筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)數(shù)量n。
    9、優(yōu)選地，筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)數(shù)量n滿足：n＝int[k1×k2×ln(h/φ)+(1-k1)×ln(φ/b)]，其中，h為筒狀薄壁件的長度，φ為筒狀薄壁件的直徑，b為筒狀薄壁件的厚度，k1為長徑比與徑厚比的分配系數(shù)、k2為公式的校正系數(shù)，int[]表示取整數(shù)運算。
    10、優(yōu)選地，k1取值為0.9～1.0，k2取值為8～12。
    11、優(yōu)選地，筒狀薄壁件在長度方向上實施等長分區(qū)，即各分區(qū)區(qū)域長度相同。
    12、優(yōu)選地，基于筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)結(jié)果確定筒狀薄壁件長度方向各分區(qū)的縮放系數(shù)η，包括：
    13、由筒狀薄壁件基座方向向頂端將筒狀薄壁件在長度方向的n個分區(qū)，依次編號為：第1分區(qū)，…，第n分區(qū)，其中的第i個長度方向分區(qū)的縮放系數(shù)ηi滿足：ηi＝1+(i+5)×k3×ln(φ/b)，其中，i∈n，k3為公式的校正系數(shù)，φ為筒狀薄壁件的直徑，b為筒狀薄壁件的厚度。
    14、優(yōu)選地，筒狀薄壁件在長度方向的各分區(qū)縮放系數(shù)η取值1.003～1.005。
    15、優(yōu)選地，筒狀薄壁件在長度方向的相鄰分區(qū)的縮放系數(shù)η的間隔相同，取0.0005。
    16、一種筒狀薄壁件的成型方法，包括上述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法。
    17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)至少可實現(xiàn)如下有益效果之一：
    18、(1)本專利技術(shù)通過對筒狀薄壁件在長度方向上分區(qū)并在不同分區(qū)設(shè)置不同的縮放系數(shù)，實現(xiàn)了筒狀薄壁件各區(qū)域變形量的降低，提高了筒狀薄壁件的尺寸均勻度和成型合格率。
    19、(2)本專利技術(shù)通過基于筒狀薄壁件的長徑比和筒狀薄壁件的徑厚比確定筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)的方案，充分考慮到筒狀薄壁件的尺寸形狀對分區(qū)影響，提供了一種更合理的分區(qū)方案，有助于進一步降低筒狀薄壁件各區(qū)域變形量，提高筒狀薄壁件的尺寸均勻度和成型合格率。
    20、(3)本專利技術(shù)通過基于筒狀薄壁件的徑厚比確定筒狀薄壁件在長度方向各分區(qū)的縮放系數(shù)η，充分考慮到筒狀薄壁件的尺寸形狀對縮放系數(shù)η的影響，提供了一種更合理的縮放系數(shù)設(shè)置方案，有助于進一步降低筒狀薄壁件各區(qū)域變形量，提高筒狀薄壁件的尺寸均勻度和成型合格率。
    21、本專利技術(shù)中，上述各技術(shù)方案之間還可以相互組合，以實現(xiàn)更多的優(yōu)選組合方案。本專利技術(shù)的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分優(yōu)點可從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術(shù)而了解。本專利技術(shù)的目的和其他優(yōu)點可通過說明書實施例以及附圖中所特別指出的內(nèi)容中來實現(xiàn)和獲得。
    本文檔來自技高網(wǎng)...
                            
    
                            
    【技術(shù)保護點】
    
                                
    1.一種基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，所述變形控制方法包括：對筒狀薄壁件的在長度方向上分區(qū)，并在不同分區(qū)設(shè)置不同的縮放系數(shù)降低筒狀薄壁件各區(qū)域的變形量。
    2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，所述變形控制方法包括：
    3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，基于筒狀薄壁件的長徑比和筒狀薄壁件的徑厚比確定在筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)包括：長徑比及徑厚比越大，相應(yīng)增多筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)數(shù)量N。
    4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)數(shù)量N滿足：N＝INT[k1×k2×ln(h/φ)+(1-k1)×ln(φ/b)]，其中，h為筒狀薄壁件的長度，φ為筒狀薄壁件的直徑，b為筒狀薄壁件的厚度，k1為長徑比與徑厚比的分配系數(shù)、k2為公式的校正系數(shù)，INT[]表示取整數(shù)運算。
    5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，k1取值為0.9～1.0，k2取值為8～12。
    6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，筒狀薄壁件在長度方向上實施等長分區(qū)，即各分區(qū)區(qū)域長度相同。
    7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，基于筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)結(jié)果確定筒狀薄壁件長度方向各分區(qū)的縮放系數(shù)η，包括：
    8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，筒狀薄壁件在長度方向的各分區(qū)縮放系數(shù)η取值1.003～1.005。
    9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，筒狀薄壁件在長度方向的相鄰分區(qū)的縮放系數(shù)η的間隔相同，取0.0005。
    10.一種筒狀薄壁件的成型方法，其特征在于，包括權(quán)利要求1-9任一項所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法。
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    【技術(shù)特征摘要】
    
                                
    1.一種基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，所述變形控制方法包括：對筒狀薄壁件的在長度方向上分區(qū)，并在不同分區(qū)設(shè)置不同的縮放系數(shù)降低筒狀薄壁件各區(qū)域的變形量。
    2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，所述變形控制方法包括：
    3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，基于筒狀薄壁件的長徑比和筒狀薄壁件的徑厚比確定在筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)包括：長徑比及徑厚比越大，相應(yīng)增多筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)數(shù)量n。
    4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于非均勻縮放技術(shù)的筒狀薄壁件變形控制方法，其特征在于，筒狀薄壁件在長度方向分區(qū)數(shù)量n滿足：n＝int[k1×k2×ln(h/φ)+(1-k1)×ln(φ/b)]，其中，h為筒狀薄壁件的長度，φ為筒狀薄壁件的直徑，b為筒狀薄壁件的厚度，k1為長徑比與徑厚比的分配系數(shù)、k2為公式的校正系數(shù)，int[]表示取整數(shù)運算。
    5.根據(jù)...
                            
    
                            
    【專利技術(shù)屬性】
    
                                技術(shù)研發(fā)人員：崔朝興，李志勇，錢遠(yuǎn)宏，崔照雯，吉付興，焦世坤，陳榮，陳潤平，宋超群，韓冬雪，魏振河，張慶樂，祝曼曼，張瑋，郭素彤，閆歡，張穎，劉煜，張知晨，
    
        申請(專利權(quán))人：航天增材科技北京有限公司，
    
        類型：發(fā)明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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