Genetic algorithm-based optimization of the laser-beam path in additive manufacturing
Optimizacija poti laserskega žarka z genetskim algoritmom v proizvodnji z dodajalno tehnologijo

angleški

2024

letnik 58, številka 2

aditivna proizvodnja   genetski algoritem   optimizacija   pot laserskega žarka

Inštitut za kovinske materiale in tehnologije
(Obvezni izvod spletne publikacije)

Študija predstavlja metodologijo optimizacije poti laserskega žarka na podlagi genetskega algoritma za izboljšanje laserske aditivnega izdelave (AM). Razvit je bil preprost toplotni model za simulacijo učinkov lasersko induciranega vnosa toplote na porazdelitev temperature znotraj substrata med izdelavo ene plasti. Cilj optimizacijskega pristopa je najti rešitve z bolj homogenimi temperaturnimi lastnostmi za zmanjšanje toplotnega gradienta na substratu, ki ga povzroča laserska AM. Načrtovanje poti laserskega žarka oz. orodja je formulirano kot iskanje optimalnega zaporedja odlaganja celic, ki minimizira kriterijsko funkcijo, sestavljeno iz dveh komponent, to je toplotnega kriterija in procesnega kriterija. Toplotni kriterij je izražen kot povprečni toplotni gradient, procesni kriterij pa uravnava primernost predlagane poti orodja za izvedbo AM procesa. Predlagani so različni generatorji poti orodja za inicializacijo začetne populacije rešitev poti orodja. Predlagana je optimizacija poti orodij, ki temelji na genetskem algoritmu, kjer so razviti namenski operaterji inicializacije, križanja in mutacije za uporabo v laserskem AM procesu. Simulacijske študije izkazujejo učinkovitost optimizacije, ki temelji na genetskem algoritmu, pri iskanju rešitev, ki minimizirajo kriterijsko funkcijo in tako zagotavljajo toplotne in za izvajanje AM procesa ustreznejše rešitve poti laserskega žarka

05.07.2024