[发明专利]3D打印过程中竖向压缩变形量的估算方法及系统

说明书

本发明涉及一种3D打印过程中竖向压缩变形量的估算方法，包括如下步骤：获取3D打印的总层数、打印材料的容重、打印层的层高以及打印层的打印时间；根据公式一计算第一层至第N‑m层的第一竖向压缩变形量；根据公式二计算第N‑m+1层至第N层的第二竖向压缩变形量；对所述第一竖向压缩变形量和所述第二竖向压缩变形量求和以得到3D打印过程中竖向压缩变形量，从而完成估算。本发明用于实现对逐层打印的各打印层的累计压缩变形量进行计算，从而获得所有打印层在3D打印层过程中总的竖向压缩变形量，可用于控制打印构件的误差，提高打印构件尺寸精度，从而提高了打印构件的精度控制，解决了现有打印构件精度控制低的问题。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特指一种3D打印过程中竖向压缩变形量的估算方法及系统。

背景技术

3D打印建筑是一种将改进配合比的混凝土与3D打印技术相结合的学科交叉型快速成型技术，是建筑工业化未来的发展方向之一，有广阔的应用前景。但是，由于混凝土自身材料的性质，打印的混凝土材料在成型硬化过程中，受到重力等自然条件或后打印的混凝土对前混凝土外力挤压等的影响，会发生一定程度的变形，从而会影响打印构件的精度。然而现有3D打印过程中，并未对打印层硬化过程中发生的变形量进行量化计算，从而使得打印构件的精度控制较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种3D打印过程中竖向压缩变形量的估算方法及系统，解决现有的3D打印未对打印层硬化过程中发生的变形量进行量化计算而导致的打印构件的精度控制较低的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种3D打印过程中竖向压缩变形量的估算方法，包括如下步骤：

获取3D打印的总层数、打印材料的容重、打印层的层高以及打印层的打印时间；

根据如下公式一计算第一层至第N-m层的第一竖向压缩变形量，其中N为3D打印的总层数，m为一打印层在硬化过程中使其产生压缩变形的打印层的层数，公式一为：

根据如下公式二计算第N-m+1层至第N层的第二竖向压缩变形量：

公式一和公式二中，ξ₁为第一竖向压缩变形量，ξ₂为第二竖向压缩变形量，Δh_i为第i层的累计变形量，γ为打印材料的容重，h_i为第i层的层高，h_i+j为第i+j层的层高，N为3D打印的总层数，m为一打印层在硬化过程中使其产生压缩变形的打印层的层数，E(T_i)为T_i时刻对应的变形模量，T_i为第i层打印完成的时刻，E(T_i+j)为T_i+j时刻对应的变形模量，T_i+j为第i+j层打印完成的时刻；

对所述第一竖向压缩变形量和所述第二竖向压缩变形量求和以得到3D打印过程中竖向压缩变形量，从而完成估算。

本发明的估算方法用于实现对逐层打印的各打印层的累计压缩变形量进行计算，从而获得所有打印层在3D打印层过程中总的竖向压缩变形量，该竖向压缩变形量能够较为精确的估算了打印材料在自重作用下的压缩变形，可用于控制打印构件的误差，提高打印构件尺寸精度，从而提高了打印构件的精度控制，解决了现有打印构件精度控制低的问题。

本发明3D打印过程中竖向压缩变形量的估算方法的进一步改进在于，还包括：

获取打印层的硬化时间；

根据如下公式三计算得出一打印层在硬化过程中使其产生压缩变形的打印层的层数m，公式三为：