我进行这项研究的目的是检查三个因素对 SLS 打印中打印狗骨头样品黄度的影响(请参阅附图以便更好地理解):
- 激光功率,可在每根狗骨之间调整
- 高度 构建室中的狗骨头(每个构建作业可能有 7 种不同的高度)
- X 坐标 室内的狗骨头(每个高度可能有 14 个位置)
虽然我可以改变所有三个因素,但我担心狗骨头的放置位置可能会对构建室的温度分布产生影响。因此,我考虑保持放置位置不变,以避免温度波动带来的随机影响。我已经在构建室中使用恒定的激光功率制作了一些打印件,并在 7 个不同的高度的不同 x 坐标位置放置了 14 根狗骨头(每次打印总共有 98 根狗骨头)。
主要目标是评估所有三个因素(激光功率、高度和 x 坐标)的重要性和相互作用,并最终开发一个基于这些参数来预测黄度的回归模型。
我希望尽量减少构建作业的数量,同时仍然获得有关所有因素及其相互作用的可靠、稳健的数据(最多 6 次打印是优选的)。
如果您能帮助我并分享您的见解,我将非常高兴,即裂区设计是否是此设置的最合适选择,或者另一种 DoE 方法(例如响应面法 (RSM))是否更合适?我还欢迎您提出任何其他建议,以针对我的特定约束优化设计。
我希望有人能帮忙!
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欢迎加入社区。首先,没有办法先验地决定“最合适”的实验。你可以做的是设计多个计划并评估每个计划的优缺点(例如,知识获取潜力与资源潜力)。
“您设计的最佳设计是您运行后设计的设计。”
我不是激光烧结领域的中小企业,因此我的建议可能有问题,但我对您的疑问有很多疑问和意见。
首先,您的目标:“我研究的目标是检查三个因素对 SLS 打印中打印狗骨头样品黄度的影响”。
这真的是你想要的吗,还是你想了解哪些因素会影响 SLS 打印过程?“黄色”是唯一的响应变量吗?你怎么知道前面的过程是“好的”?你会采取什么措施?我认为黄色是“不好”的标志?你研究过测量过程吗?你知道测量系统的精度、一致性、区分度等吗?
您是否进行过任何定向采样或 CoV 研究?我认为这在实验之前可能会有用。我想知道以下组件的相对大小:
1. 测量系统
2.“狗骨”内
3. 在狗骨之间,层内(我认为这可能是上面的x 坐标?)
4. 层间(我想这可能是上面的高度?)
5. 连续印刷
6. 原材料的批次间
了解这一点将极大地帮助我们确定研究中应包括哪些因素、研究应在什么噪声下进行、适当的响应变量是什么以及测量系统的能力是什么。
我不明白你提到的 3 个因素。我理解激光功率,也许还有激光在材料上移动的速度,但我不明白高度和 x 坐标。你不想完成实验并发现 x 坐标很重要,而该过程只适用于你机器的一个部分,对吧?你也不想发现高度很重要,而只有一个高度有效。这将极大地影响生产中每次运行产生的罗汉布数量。我相信你可能还有其他因素(例如冷却速率)可以研究。
对于实验,要意识到这是一个迭代过程。在第一个设计中,你选择所有关键因素并在最佳水平上测试它们的可能性接近于零。因此,你的第一个设计将是为了设计一个更好的实验。
"我担心狗骨头的放置会对构建室的温度分布造成潜在影响。”这可以在实验之前进行研究,或者您可以选择室内的系统位置并测量这些位置的 Y。“出于这个原因,我考虑保持位置不变,以避免温度波动带来的随机影响”这很少是一个好主意。这会将因素(温度)的影响排除在研究之外。它缩小了推理空间。也就是说,您的结论将仅限于实验中使用的位置。
我不完全理解这句话:“我希望尽量减少构建作业的数量,同时仍能获得所有因素及其相互作用的可靠、稳健的数据(最好最多打印6 次)。”什么是构建作业,什么是打印?3 个因素及其所有相互作用需要 2^3 的因子设计,最少 8 个处理。也许您不需要那么高的分辨率就可以开始?您可以进行分馏,但这会导致分辨率 III。也许您有一个可以最小化处理的模型(例如,不关心 3 阶交互)。定制设计可以帮助做到这一点。
我更担心的是噪音。噪音是你不愿意控制的因素,因为你没有办法控制它们,控制它们的成本太高,或者控制起来不方便。例如,材料(我假设是粉末)的大小、颗粒的形状和材料中的水分。另一个例子是环境条件(温度和湿度)。你应该有一些噪音策略(例如,块、随机重复、重复等)。
你好,Statman,
感谢您的回复。回答您的问题:
1)我很清楚影响“黄色”的不同因素,而我希望尽量减少这种反应(黄色结果是不好的)
2)如果前道工序是在打印前加热室时发生的过程,我无法调整它并使其“更好”
3)是的,我研究过测量过程
4) 是的,我知道测量系统的精确度、一致性、区分度等
5)在真正的实验之前,我已经对这些因素做了初步的研究 是
6)对于您的 1)-6)问题:我使用的是 XX,狗骨头长约 200 毫米,高约 30 毫米,厚约 5 毫米,每个狗骨头之间的距离约为 10 毫米,每层之间的距离约为 40 毫米
7)每次运行之间都会有细微的变化,这是因为原材料可能会因打印的不同而变化,因为重复使用的粉末和原始粉末的混合可能会有所不同
8)我还将测量机械性能和其他物理特性,但在这个例子中我们只关注黄度
9)我想知道 x 方向的高度和位置如何影响“黄色”——结论并不是只有一个高度和一个 x 坐标起作用
10) 如果我改变每个狗骨之间的激光功率,并在每次打印之间改变所有狗骨的位置(与构建工作相同),则室内的温度分布将过于复杂,难以描述,因此我无法解释影响“黄色”的因素。这就是为什么位置是恒定的,但温度仍然会通过每次打印之间激光功率的变化而变化
11)构建作业和打印是同一件事
12)正如你提到的,有些因素我无法控制,例如材料和精确的冷却速度
希望这有帮助!