关于triz理论熔融沉积快速成型技术优化的分析

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文摘要随着制造业市场的全球化形成和人们对产品的需求变得越来越高，所以企业赖以生存的关键是缩短产品开发设计周期和减少新产品的投资风险，从而不断满足人们对产品的要求。快速成型技术就是在这种情况下产生的，目前FDM工艺技术是快速成型技术中应用最广泛的一种。因此，为了满足制造业的需求，利用TRIZ理论的工具和方法，对FDM工艺技术进行优化具有十分重大意义。本文是以FDM工艺技术的优化设计为主线，通过将TRIZ理论应用技术优化中获得优化设计方案，并对这个优化方案进行分析研究，得到了优化设

2、计的效果。本文主要研究的工作如下：1.在FDM工艺技术中提出了成型精度和成型效率的问题，确定了制约FDM工艺技术进化的矛盾问题。由于TRIZ理论中对不同问题具有不同解决理论，因此对其分析研究，确定应用创新原理来解决FDM工艺技术存在的问题；以及对技术矛盾和物体矛盾进行分析，最终确定为成型精度和成型效率这对矛盾问题为技术矛盾。2.首先将成型精度和成型效率转化为构成矛盾矩阵中的通用工程参数，然后利用技术矛盾问题的求解工具Pro-Techniques5.0软件进行求解，找到解决这对技术矛盾的创新原理；根据对

3、相应的创新原理进行分析确定优化设计方案。3.根据提出的优化设计方案进行研究，提出了以零件的表面平均台阶效应和成型时间来对成型精度和成型效率目标来建立数学模型，列出函数表达式；并且针对连杆零件为研究对象，采用VC++和MATLAB软件分别对两个数学模型进行分析，得出了成型方向和分层厚度是影响成型精度和成型效率的两个重要的因素。4.提出了对成型精度和成型效率进行多目标优化，建立了多目标优化的数学模型；并对智能优化算法进行分析讨论，最终采用粒子群优化算法(PSO)对多目标优化问题进行求解，得出连杆零件成型时

4、的最优成型方向和分层厚度。通过优化，零件的成型精度和成型效率得到了很大的提高。通过研究发现：将TRIZ理论应用到FDM工艺技术优化中，能快速、高质量地得出优化方案，以此来提高零件的成型精度和成型效率，从而最终实现技术优化的目标。关键词：TRIZ理论；快速成型；Pro-Techniques5.0；成型方向；分层厚度I内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractWithmanufacturingglobalizationofthemarketandpeoplebecomesmoreandmorehigher

5、todemandfortheproduct,sovitaltothesurvivalofenterprisesistoshortendesigncycleabouttheproductandreducetheinvestmentriskofnewproduct,soastobesatisfytopeople’sdemandforproductbycontinuously.Rapidprototypingtechnologyisgeneratedinthiscase.Currently,FDMisone

6、ofthemostwidelyusedthatisrapidprototypingtechnology.Therefore,inordertomeetingtheneedsofmanufacturing,usingthetheoryofTRIZthatitstoolsandmethods,itplaysaspecialimportantsignificanceontheoptimizationtoFDM.ThemajortaskofthispaperistooptimizetheFDMtechnolo

7、gythroughtheTRIZtheorytoobtainstheoptimizationprogramonFDM,andanalyzestheoptimizationprogrambyfurther,sooptimaldesignresultsareobtained.Themainresearchworkofthispaperisasfollows:1.ToFDMprocess,formingprecisionandformingefficiencyisasaproblemtoputforward

8、,soastodeterminethecontradictionproblemsrestrictingtheFDMtechnologyevolution.DuetotheanalysisofdifferentproblemshavedifferentsolutionsandtofurtherresearchwhichisbasedonTRIZtheory,sothispaperismakeuseoftheinnovationprincipleofutil