[发明专利]基于应力波的多孔结构件3D打印残余应力计算方法

权利要求书

1.一种基于应力波的多孔结构件3D打印残余应力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：基于SLA-3D打印残余应力SWB理论模型，建立多孔结构件SLA-3D打印残余应力理论模型；

S2：实验验证多孔结构件SLA-3D打印残余应力理论模型的正确性；

S3：将3D打印多孔结构件引起应力集中加入到多孔结构件SLA-3D打印残余应力理论模型中获得残余应力。

2.根据权利要求1所述的基于应力波的多孔结构件3D打印残余应力计算方法，其特征在于，残余应力σ的计算公式如下：

其中，ε_V表示收缩系数，X_AV(χ)表示扫描完成时垂直于激光行进方向截面的平均转换，E表示材料的弹性模量，v表示材料的泊松比，L表示扫描线长度，ρ表示材料的密度，c表示弹性波波速，表示材料的应变，a表示中性层的位置，z表示成形件厚度，R表示曲率半径，σ^c表示应力常数，α_σ表示应力集中系数，W₀表示聚焦在树脂表面的激光束半径(cm)，V_s表示激光扫描速度(m/s)，P_L表示激光输出功率(W)，y表示打印件的厚度，D_P表示激光束穿透树脂的深度，μ表示切变模量，K是体积模量，G是剪切弹性模量，L_w是线宽，L_w＝2y²。

3.根据权利要求2所述的基于应力波的多孔结构件3D打印残余应力计算方法，其特征在于，多孔结构件SLA-3D打印残余应力σ和应力集中系数α_σ随多孔结构件所具有的孔径大小的变化曲线呈现一致的趋势。

4.根据权利要求1所述的基于应力波的多孔结构件3D打印残余应力计算方法，其特征在于，多孔结构件SLA-3D打印残余应力理论模型的正确性的实验验证采用如下方案：

ZrO₂陶瓷浆料配制：制备质量分数为75wt.％的ZeO₂陶瓷悬浮液；

进行UV固化实验：采用355波长的紫外激光对ZeO₂陶瓷悬浮液进行逐层扫描固化，并打印多孔结构件样件多组；

ZrO₂陶瓷打印样件残余应力测量：采用X射线残余应力分析仪测量打印的多组多孔结构件样件，在室温下的表面残余应力；

打印试验结构并分析，获得残余应力与应力集中系数随孔径尺寸的变化趋势一致的结论。

5.根据权利要求4所述的基于应力波的多孔结构件3D打印残余应力计算方法，其特征在于，

ZrO₂陶瓷悬浮液具体配制流程如下：通过添加2wt.％的KH560对氧化锆粉体进行改性，将基体树脂Di-TMPTA与活性稀释剂NPG2OPDA以6:4的比例混合均匀，再加入相对树脂质量分数5wt.％的Irgacure 184光引发剂，制备出UVZeO₂陶瓷悬浮液，其中，UV指的是紫外线光固化，将所制备的75wt.％ZeO₂陶瓷悬浮液以300rpm的速度搅拌时间在1小时以上。

6.根据权利要求4所述的基于应力波的多孔结构件3D打印残余应力计算方法，其特征在于，测量打印的多组多孔结构件样件的孔选择方孔和圆孔的结构进行测试。