Development of predictive models for effective process parameter selection for single and overlapping laser clad bead geometry
Notice bibliographique
Résumé
Purpose The purpose of this work is to explore predictive model approaches for selecting laser cladding process settings for a desired bead geometry/overlap strategy. Complementing the modelling challenges is the development of a framework and methodologies to minimize data collection while maximizing the goodness of fit for the predictive models. This is essential for developing a foundation for metallic additive manufacturing process planning solutions. Design/methodology/approach Using the coaxial powder flow laser cladding method, 420 steel cladding powder is deposited on low carbon structural steel plates. A design of experiments (DOE) approach is taken using the response surface methodology (RSM) to establish the experimental configuration. The five process parameters such as laser power, travel speed, etc. are varied to explore their impact on the bead geometry. A total of three replicate experiments are performed and the collected data are assessed using a variety of methods to determine the process trends and the best modelling approaches. Findings There exist unpredictable, non-linear relationships between the process parameters and the bead geometry. The best fit for a predictive model is achieved with the artificial neural network (ANN) approach. Using the RSM, the experimental set is reduced by an order of magnitude; however, a model with R2 = 0.96 is generated with ANN. The predictive model goodness of fit for a single bead is similar to that for the overlapping bead geometry using ANN. Originality/value Developing a bead shape to process parameters model is challenging due to the non-linear coupling between the process parameters and the bead geometry and the number of parameters to be considered. The experimental design and modelling approaches presented in this work illustrate how designed experiments can minimize the data collection and produce a robust predictive model. The output of this work will provide a solid foundation for process planning operations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».