1.本技术涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种工艺开发方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术：
2.金属增材制造（additive manufacturing，am）技术区别于传统的去除-切割型加工工艺，是一种利用高能激光/电子束热源选择性地熔化特定区域的粉末并快速凝固，逐层叠加直至制备出所需零部件的技术。增材制造不仅可以高效地制造形状复杂的零件，而且由于成形过程中极高的熔化/凝固速度使得材料处于非平衡状态，还可以显著细化晶粒以及抑制成分偏析，进而提高所制备材料的力学性能。增材制造技术以其巨大的技术优势逐渐应用于以航空航天、汽车制造为代表的高端先进制造业领域。
3.在增材制造成形过程中，工艺参数是保证材料成形的关键因素，影响材料成形性能的工艺参数有数十种。目前开发一种全新材料的增材制造成形工艺，是一个繁琐且耗时的工作，往往需要进行海量的工艺实验，然后逐步缩小工艺参数的筛选范围，直至找到一组最佳的工艺参数。因此当前增材制造对于不同材料的工艺参数开发效率偏低。
技术实现要素：
4.本技术的主要目的在于提供一种工艺开发方法，旨在解决当前增材制造对于不同材料的工艺参数开发效率偏低的技术问题。
5.为实现上述目的，第一方面，本技术提供一种工艺开发方法，所述工艺开发方法包括：获取目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值；基于所述第一参数基准值，通过正交试验，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值；将所述第一初选参数值作为第二参数基准值，基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵；按照所述参数多赫勒矩阵，增材制造成形所述目标材料的第一试验样品后，检测所述第一试验样品的目标性能的第一性能值；根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值。
6.根据第一方面，所述基于所述第一参数基准值，通过正交试验，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值的步骤，包括：基于所述第一参数基准值，生成所述目标材料的正交试验表；按照所述正交试验表，增材制造成形所述目标材料的第二试验样品后，检测所述第二试验样品的目标性能的第二性能值；对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值。
7.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，在所述对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值的步骤之前，还包括：判断所述第二性能值是否满足预设初选阈值；若所述第二性能值满足预设初选阈值，则执行步骤：对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值；若所述第二性能值未满足预设初选阈值，则根据所述第二性能值，筛选出所述第二试验样品的第二初选参数值，并将所述第二初选参数值作为新的第一参数基准值，执行步骤：基于所述第一参数基准值，生成所述目标材料的正交试验表。
8.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵的步骤，包括：按照所述主次顺序，将各所述待开发工艺参数依次赋予预设多赫勒矩阵权重从高到低对应的试验因素；根据所述第二参数基准值和所述预设多赫勒矩阵，生成对应的参数多赫勒矩阵。
9.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值的步骤，包括：对所述第一性能值进行对比，确定所述第一试验样品中的第一最优样品；将所述第一最优样品的工艺参数值作为各所述待开发工艺参数的最优参数值。
10.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述获取目标材料的待开发工艺参数的第一参数基准值的步骤，包括：获取所述目标材料的材料特性；根据所述材料特性，确定所述目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值。
11.根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，在所述按照所述参数多赫勒矩阵，增材制造成形所述目标材料的第一试验样品后，检测所述第一试验样品的目标性能的第一性能值的步骤之后，包括：判断所述第一性能值是否满足预设期望阈值；若所述第一性能值满足预设期望阈值，则执行步骤：根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值；若所述第一性能值未满足预设期望阈值，则根据所述第一性能值，筛选出所述参数多赫勒矩阵中的第三初选参数值，并将所述第三初选参数值作为新的第二参数基准值，执行步骤：基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵。
12.第二方面，本技术提供了一种工艺开发装置，所述工艺开发装置包括：参数获取模块，用于获取目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值；第一试验模块，用于基于所述第一参数基准值，通过正交试验，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值；矩阵生成模块，用于将所述第一初选参数值作为第二参数基准值，基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵；第二试验模块，用于按照所述参数多赫勒矩阵，增材制造成形所述目标材料的第一试验样品后，检测所述第一试验样品的目标性能的第一性能值；
参数筛选模块，用于根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值。
13.根据第二方面，第一试验模块，还用于：基于所述第一参数基准值，生成所述目标材料的正交试验表；按照所述正交试验表，增材制造成形所述目标材料的第二试验样品后，检测所述第二试验样品的目标性能的第二性能值；对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值。
14.根据第二方面，或者以上第二方面的任意一种实现方式，第一试验模块，还用于：判断所述第二性能值是否满足预设初选阈值；若所述第二性能值满足预设初选阈值，则执行步骤：对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值；若所述第二性能值未满足预设初选阈值，则根据所述第二性能值，筛选出所述第二试验样品的第二初选参数值，并将所述第二初选参数值作为新的第一参数基准值，执行步骤：基于所述第一参数基准值，生成所述目标材料的正交试验表。
15.根据第二方面，或者以上第二方面的任意一种实现方式，矩阵生成模块，还用于：按照所述主次顺序，将各所述待开发工艺参数依次赋予预设多赫勒矩阵权重从高到低对应的试验因素；根据所述第二参数基准值和所述预设多赫勒矩阵，生成对应的参数多赫勒矩阵。
16.根据第二方面，或者以上第二方面的任意一种实现方式，第二试验模块，还用于：对所述第一性能值进行对比，确定所述第一试验样品中的第一最优样品；将所述第一最优样品的工艺参数值作为各所述待开发工艺参数的最优参数值。
17.根据第二方面，或者以上第二方面的任意一种实现方式，参数获取模块，还用于：获取所述目标材料的材料特性；根据所述材料特性，确定所述目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值。
18.根据第二方面，或者以上第二方面的任意一种实现方式，参数筛选模块，还用于：判断所述第一性能值是否满足预设期望阈值；若所述第一性能值满足预设期望阈值，则执行步骤：根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值；若所述第一性能值未满足预设期望阈值，则根据所述第一性能值，筛选出所述参数多赫勒矩阵中的第二初选参数值，并将所述第二初选参数值作为新的第二参数基准值，执行步骤：基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵。
19.第三方面，本技术提供了一种工艺开发设备，所述工艺开发设备包括：存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如上所述的工艺开发方法的步骤。
20.第三方面以及第三方面的任意一种实现方式分别与第一方面以及第一方面的任意一种实现方式相对应。第三方面以及第三方面的任意一种实现方式所对应的技术效果可参见上述第一方面以及第一方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
21.第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中
存储了计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如上述第一方面或第一方面的可能的实现方式中任一项所述的工艺开发方法。
22.第四方面以及第四方面的任意一种实现方式分别与第一方面以及第一方面的任意一种实现方式相对应。第四方面以及第四方面的任意一种实现方式所对应的技术效果可参见上述第一方面以及第一方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
23.第五方面，本技术实施例提供了一种计算机程序，该计算机程序包括用于执行第一方面以及第一方面的任意可能的实现方式中的工艺开发方法的指令。
24.第五方面以及第五方面的任意一种实现方式分别与第一方面以及第一方面的任意一种实现方式相对应。第五方面以及第五方面的任意一种实现方式所对应的技术效果可参见上述第一方面以及第一方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
25.本技术提出了一种工艺开发方法、装置、设备及可读存储介质，通过获取目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值。然后基于所述第一参数基准值，通过正交试验，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值。由此确定了各所述待开发工艺参数对目标性能较优的第一初选参数值，以及各所述待开发工艺参数对于目标性能影响程度的主次顺序，从而聚焦核心参数，避免盲目优化。进而将所述第一初选参数值作为第二参数基准值，基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵。按照所述参数多赫勒矩阵，增材制造成形所述目标材料的第一试验样品后，检测所述第一试验样品的目标性能的第一性能值，根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值。本技术通过正交试验获得目标性能较优的第一初选参数值，以及各所述待开发工艺参数对于目标性能影响程度的主次顺序，以生成对应的参数多赫勒矩阵进行进一步试验，从而提高参数优化效率，快速获得期望的优化结果，有效提高了金属增材制造对于不同材料的工艺开发效率。
附图说明
26.图1为本技术工艺开发方法第一实施例的流程示意图；图2为本技术工艺开发方法第二实施例的流程示意图；图3为本技术工艺开发方法一可行实施例的流程示意图；图4为本技术工艺开发方法涉及实施例方案的表面质量对比图；图5为本技术工艺开发装置的结构示意图；图6为本技术实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
27.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
30.本技术实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一目标对象和第二目标对象等是用于区别不同的目标对象，而不是用于描述目标对象的特定顺序。
31.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更初选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
32.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
33.请参照图1，图1为本技术工艺开发方法第一实施例的流程示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
34.本技术第一实施例提供一种工艺开发方法，所述工艺开发方法包括以下步骤：步骤s100，获取目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值；本实施例中，需要说明的是，所述目标材料为期望进行增材制造工艺开发的材料，如alsi
10
mg。各待开发工艺参数为对目标性能造成影响的工艺参数，以目标性能为致密度为例，则待开发工艺参数可以为芯部激光功率、芯部扫描速度和芯部扫描间距。以目标性能为表面粗糙度为例，则待开发工艺参数可以为轮廓激光功率、轮廓扫描速度和光斑补偿。第一参数基准值可以为所述目标材料的各所述待开发工艺参数的经验值。
35.其中，步骤s100中所述获取目标材料的待开发工艺参数的第一参数基准值的步骤，包括：步骤s110，获取所述目标材料的材料特性；步骤s120，根据所述材料特性，确定所述目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值。
36.本实施例可以通过查询所述目标材料的性能指标，获得所述目标材料的材料特性（如激光吸收率、熔点等）。进而根据材料特性，确定所述目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值。示例性地，可以预先设置材料特性与各待开发工艺参数的基准值之间对应关系的映射表，通过根据所述材料特性查询所述映射表，获得所述目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值。
37.步骤s200，基于所述第一参数基准值，通过正交试验，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值；本实施例中，需要说明的，所述正交试验为根据正交性从多因素多水平的全面试验中挑选出部分代表性水平组合进行试验，其中这些代表性水平组合具备了均匀分散，齐整可比的特点。例如一个三因素三水平的试验，按全面试验要求，须进行3*3*3=27种水平组合的试验。若按l9(3^4)正交表进行试验，则只需要9种水平组合的试验，显然大大减少了工作量，提高了工艺开发效率。
38.作为一种示例，可以基于所述第一参数基准值，生成所述目标材料的正交试验表。然后按照所述正交试验表，增材制造成形所述正交试验表中各水平组合对应的试验样品，并检测各试验样品的目标性能的性能值。然后对所述性能值进行极差分析或方差分析，则可以获得各所述待开发工艺参数对所述目标性能影响程度的主次顺序和各水平组合中最
优的试验样品对应的试验参数作为第一初选参数值。此外，可以理解的是，若所述目标性能为正向性能（即取值越大越好的目标性能，如致密度），则所述目标性能的性能值越大，所述试验样品越优。若所述目标性能为负向性能（即取值越小越好的目标性能，如表面粗糙度），则所述目标性能的性能值越小，所述试验样品越优。因此，若所述目标性能为正向性能，则将各水平组合中所述目标性能的性能值最大的试验样品作为最优的试验样品。若所述目标性能为负向性能，则将各水平组合中所述目标性能的性能值最小的试验样品作为最优的试验样品。
39.步骤s300，将所述第一初选参数值作为第二参数基准值，基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵；本实施例中，所述参数多赫勒矩阵为基于所述第二参数基准值和预设多赫勒矩阵构建得到的矩阵，所述预设多赫勒矩阵（doehlert matrix）为响应曲面优化法的设计矩阵，所述预设多赫勒矩阵包含所考察的试验因素-水平数目及对应的编码值。所述预设多赫勒矩阵中试验因素的数量与所述待开发工艺参数的数量一致。
40.本实施例在获得较优的一组第一初选参数值后，可通过按照所述主次顺序将各所述待开发工艺参数赋予所述预设多赫勒矩阵中权重由高到低的试验因素，然后根据所述第二参数基准值与所述预设多赫勒矩阵中对应的试验因素的编码值，生成对应的参数多赫勒矩阵。
41.其中，步骤s300中所述基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵的步骤，包括：步骤s310，按照所述主次顺序，将各所述待开发工艺参数依次赋予预设多赫勒矩阵权重从高到低对应的试验因素；步骤s320，根据所述第二参数基准值和所述预设多赫勒矩阵，生成对应的参数多赫勒矩阵。
42.本实施例中，需要说明的是，预设多赫勒矩阵中试验因素的权重与所述试验因素的编码数种类呈正相关，编码数种类越多，权重越高。示例性地，三因素多赫勒矩阵（doehlert matrix）如下表2所示：表2 三因素多赫勒矩阵
如上表所示，c1、c2、c3为预设多赫勒矩阵中的试验因素。试验因素c2列有7种不同编码值，对应7种参数选择，权重最高；试验因素c1列有5种编码值，对应5种参数选择，权重次之；试验因素c3列有3种编码值，对应3种参数选择，权重最低。示例性地，各待开发工艺参数的主次顺序为芯部激光功率》芯部扫描速度》扫描间距，则将芯部激光功率赋予试验因素c2、将芯部扫描速度赋予试验因素c1，将扫描间距赋予试验因素c3，然后将所述第二参数基准值依次代入所述预设多赫勒矩阵中对应的试验因素，生成对应的参数多赫勒矩阵。示例性地，第二参数基准值为芯部激光功率=320w, 芯部扫描速度=1100 mm/s，扫描间距=0.13mm。则根据所述第二参数基准值和所述预设多赫勒矩阵中对应的试验因素的编码值，通过预设计算公式计算得到对应的参数多赫勒矩阵。其中，预设计算公式为：；其中，x
ij
为c
ij
在参数多赫勒矩阵对应的中实际参数值，为第二参数基准值，c
ij
为试验因素i的编码值j，δxi为每个因素不同水平中的最大值（或者最小值）与中间值的跨距，可以为经验值。示例性地，δxi(i=1,2,3)取值分别为400mm/s，40w，0.04mm。
43.示例性地，参数多赫勒矩阵如下表3所示：
表3 参数多赫勒矩阵步骤s400，按照所述参数多赫勒矩阵，增材制造成形所述目标材料的第一试验样品后，检测所述第一试验样品的目标性能的第一性能值；本实施例中，在获得参数多赫勒矩阵后，则可以按照所述参数多赫勒矩阵中各所述待开发工艺参数的实际参数值，增材制造成形所述目标材料的第一试验样品。在所述目标材料的第一试验样品增材制造成形后，对所述第一试验样品的目标性能的第一性能值进行检测，获得各所述第一试验样品的目标性能的第一性能值。
44.步骤s500，根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值。
45.本实施例中，可以根据所述第一性能值，筛选出各所述第一试验样品中目标性能最优的第一试验样品，然后则在可以将目标性能最优的第一试验品的实际参数值作为各所述待开发工艺参数的最优参数值。
46.其中，在步骤s500中所述按照所述参数多赫勒矩阵，增材制造成形所述目标材料的第一试验样品后，检测所述第一试验样品的目标性能的第一性能值的步骤之后，包括：步骤a10，判断所述第一性能值是否满足预设期望阈值；步骤a20，若所述第一性能值满足预设期望阈值，则执行步骤：根据所述第一性能
值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值；步骤a30，若所述第一性能值未满足预设期望阈值，则根据所述第一性能值，筛选出所述参数多赫勒矩阵中的第三初选参数值，并将所述第三初选参数值作为新的第二参数基准值，执行步骤：基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵。
47.本实施例中，需要说明的是，所述预设期望阈值为预先设置所述目标性能期望达到的性能值，可以根据用户需求进行选取。示例性地，对于所述目标性能为致密度，所述预设期望阈值可以为99.3%、99.5%、99.8%等。对于所述目标性能为表面粗糙度，所述预设期望阈值可以为ra 2.2μm、ra 2.5μm、ra 2.8μm等。此外，可以理解的是，若所述目标性能为正向性能（即取值越大越好的目标性能，如致密度），则所述第一性能值大于所述预设期望阈值时，判定为所述第一性能值满足预设期望阈值。若所述目标性能为负向性能（即取值越小越好的目标性能，如表面粗糙度），则所述第一性能值小于所述预设期望阈值时，判定为所述第一性能值满足预设期望阈值。
48.在检测各所述第一试验样品的目标性能的第一性能值后，则可以判断所述第一性能值是否满足预设期望阈值。若所述第一性能值满足预设期望阈值，说明各所述第一试验样品中存在第一试验样品的第一性能值满足用户对于所述目标性能的期望，则可以执行步骤：根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值。若所述第一性能值未满足预设期望阈值，说明各所述第一试验样品的第一性能值均未满足用户对于所述目标性能的期望，则可以根据所述第一性能值，筛选出各所述第一试验样品中目标性能最优的第一试验样品。然后将所述参数多赫勒矩阵中目标性能最优的第一试验样品的实际参数值作为第三初选参数值，并将所述第三初选参数值作为新的第二参数基准值，执行步骤：基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵。从而本实施例通过基于预设期望阈值对各所述待开发工艺参数继续进行迭代优化，直至存在第一试验样品的第一性能值满足预设期望阈值。
49.其中，步骤s500中所述根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值的步骤，包括：对所述第一性能值进行对比，确定所述第一试验样品中的第一最优样品；将所述第一最优样品的工艺参数值作为各所述待开发工艺参数的最优参数值。
50.本实施例中，可以理解的是，所述目标性能可分为正向性能（即取值越大越好的目标性能，如致密度）和负向性能（即取值越小越好的目标性能，如表面粗糙度）。
51.本实施例中，若所述目标性能为正向性能，则对所述第一性能值进行对比，将所述第一性能值最大的第一试验样品作为第一最优样品。若所述目标性能为负向性能，则对所述第一性能值进行对比，将所述第一性能值最小的第一试验样品作为第一最优样品。然后则可以将所述第一最优样品的工艺参数值作为各所述待开发工艺参数的最优参数值，完成所述目标材料的增材制造工艺开发。
52.在本技术第一实施例中，通过获取目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值。然后基于所述第一参数基准值，通过正交试验，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值。由此确定了各所述待开发工艺参数对目标性能较优的第一初选参数值，以及各所述待开发工艺参数对于目标性能影响程度的主次顺序，从而聚焦核心参数，避免盲目优化。进而将所述第一初选参数值作为第二参数基准值，基于所述主次顺序和第二
参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵。按照所述参数多赫勒矩阵，增材制造成形所述目标材料的第一试验样品后，检测所述第一试验样品的目标性能的第一性能值，根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值。本实施例通过正交试验获得目标性能较优的第一初选参数值，以及各所述待开发工艺参数对于目标性能影响程度的主次顺序，以生成对应的参数多赫勒矩阵进行进一步试验，从而提高参数优化效率，快速获得期望的优化结果，有效提高了金属增材制造对于不同材料的工艺开发效率。
53.参照图2，图2为本技术工艺开发方法的第二实施例的流程示意图。
54.本技术第二实施例提供一种工艺开发方法，步骤s200中所述基于所述第一参数基准值，通过水平正交试验，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值的步骤，包括：步骤s210，基于所述第一参数基准值，生成所述目标材料的正交试验表；步骤s220，按照所述正交试验表，增材制造成形所述目标材料的第二试验样品后，检测所述第二试验样品的目标性能的第二性能值；步骤s230，对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值。
55.本实施例中，需要说明的是，所述正交试验表为基于所述第一参数基准值和预设正交表构建得到的试验表。所述预设正交表为具备与所述待开发工艺参数的数量和水平一致的多因素多水平正交表。
56.本实施例中基于各所述待开发工艺参数的第一参数基准值，生成各所述待开发工艺参数对应的试验参数，其中各所述待开发工艺参数的试验参数的数量一致。进而根据各所述待开发工艺参数的试验参数和预设正交表，生成所述目标材料的正交试验表。所述预设正交表为m因子n水平正交表。其中m为各所述待开发工艺参数的数量，n为各所述待开发工艺参数的试验参数的数量，一般n≥3。将各所述待开发工艺参数的试验参数代入所述m因子n水平正交表中，则可生成所述目标材料的正交试验表。进而按照所述正交试验表，增材制造成形所述目标材料的第二试验样品后，检测所述第二试验样品的目标性能的第二性能值。示例性地，所述目标性能可以是致密度、表面粗糙度等性能，可以采用阿基米德排水法测量各所述第二试验样品的致密度，可以采用粗糙度仪测量各所述第二试验样品的表面粗糙度。
57.作为一种示例，所述目标性能为致密度，则可以根据所述目标材料的各待开发工艺参数：芯部激光功率、芯部扫描速度和芯部扫描间距，以及各所述待开发工艺参数的第一参数基准值。则可以根据各所述待开发工艺参数的第一参数基准值，生成各所述待开发工艺参数对应的试验参数值。然后将各所述待开发工艺参数对应的试验参数值代入3因子n水平正交表作为所述目标材料的正交试验表。其中因子指的是待开发工艺参数，水平指的是待开发工艺参数对应的试验参数值，n为试验参数值的数量，一般n≥3。所述试验参数值为所述第一参数基准值附近的取值，所述试验参数值与所述第一参数基准值的差值根据实际需求进行选取。以所述芯部激光功率为300w为例，则所述芯部激光功率对应的试验参数值可以包括260、280、300、320、340。示例性地，各所述待开发工艺参数的第一参数基准值为芯部激光功率p
core
=300w，芯部扫描速度v
core
=900mm/s，扫描间距h=0.15mm，则生成的正交试验表可以如下表1所示：
表1所述目标材料的正交试验表由此，则可以按照上述正交试验表进行增材制造成形，得到所述目标材料的25个
第二试验样品，然后采用阿基米德排水法测量各所述第二试验样品的致密度，获得各所述第二试验样品的致密度的第二性能值。示例性地，所述目标性能为致密度时，对应的第二试验样品可以为立方体。
58.然后可以对所述第二性能值进行极差分析，则可以获得各所述待开发工艺参数的极差，极差表示所述待开发工艺参数对目标性能的影响程度。则可以根据所述极差，确定各所述待开发工艺参数对所述目标性能影响程度的主次顺序，并将各所述第二试验样品中最优的第二试验样品对应的参数值作为第一初选参数值。其中极差越大，影响程度越大，在主次顺序中排位越前。极差rj的计算公式可表示如下：rj＝max(k
ij
)-min(k
ij
)；k
ij
＝k
ij
/s
ij
；上式中，j为正交试验表的因子，即第j个待开发工艺参数；i为第j个因子所取水平数，即第j个待开发工艺参数的第i个试验参数；k
ij
表示第j个待开发工艺参数取第i个试验参数时的算术平均值，k
ij
表示第j个待开发工艺参数取第i个试验参数时对应的试验结果之和，s
ij
为第j个待开发工艺参数取第i个试验参数时出现的次数。
59.试验结果表明，试验编号19对应的第二试验样品的致密度最高，为99.5%，则可以将试验编号19对应的参数值作为第一初选参数值，极差分析得到的各待开发工艺参数的主次顺序为芯部激光功率》芯部扫描速度》扫描间距。
60.作为另一种示例，所述目标性能为表面粗糙度，则可以根据所述目标材料的各待开发工艺参数：轮廓激光功率、轮廓扫描速度和光斑补偿，以及各所述待开发工艺参数的第一参数基准值。则可以根据各所述待开发工艺参数的第一参数基准值，生成各所述待开发工艺参数对应的试验参数值。然后将各所述待开发工艺参数对应的试验参数值代入3因子n水平正交表作为所述目标材料的正交试验表。由此，则可以按照所述正交试验表进行增材制造成形，得到所述目标材料的25个第二试验样品，然后采用粗糙度仪测量各所述第二试验样品的表面粗糙度，获得各所述第二试验样品的表面粗糙度的第二性能值。示例性地，所述目标性能为表面粗糙度时，对应的第二试验样品可以为与竖直加工方向成预设倾斜角度(如30
°
、45
°
、60
°
)的倾斜样块。
61.其中，在步骤s230中所述对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值的步骤之前，还包括：步骤b10，判断所述第二性能值是否满足预设初选阈值；步骤b20，若所述第二性能值满足预设初选阈值，则执行步骤：对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值；步骤b30，若所述第二性能值未满足预设初选阈值，则根据所述第二性能值，筛选出所述第二试验样品的第二初选参数值，并将所述第二初选参数值作为新的第一参数基准值，执行步骤：基于所述第一参数基准值，生成所述目标材料的正交试验表。
62.本实施例中，需要说明的是，所述预设初选阈值为预先设置所述目标性能较优的性能值，可以根据用户需求进行选取。示例性地，对于所述目标性能为致密度，所述预设初选阈值可以为95%、98%等。对于所述目标性能为表面粗糙度，所述预设初选阈值可以为ra 3μm、ra 3.5μm、ra 4μm等。此外，可以理解的是，若所述目标性能为正向性能，则所述预设初选阈值可以小于所述预设期望阈值。若所述目标性能为负向性能，则所述预设初选阈值可
以大于所述预设期望阈值。
63.在检测各所述第二试验样品的目标性能的第二性能值后，则可以判断所述第二性能值是否满足预设初选阈值。若所述第二性能值满足预设初选阈值，说明各所述第二试验样品中存在第二试验样品的第二性能值满足较优的目标性能，则执行步骤：对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值。若所述第二性能值满足预设初选阈值，说明各所述第二试验样品中的第二性能值均未满足较优的目标性能，则根据所述第二性能值，筛选出各所述第二试验样品中目标性能最优的第二试验样品。然后将目标性能最优的第二试验样品的试验参数作为第二初选参数值，并将所述第二初选参数值作为新的第一参数基准值，执行步骤：基于所述第一参数基准值，生成所述目标材料的正交试验表。从而本实施例通过基于预设初选阈值对各所述待开发工艺参数进行初步的优化，直至存在第二试验样品的第二性能值满足预设初选阈值，由此则可以获得较优目标性能的第一初选参数值。
64.本技术第二实施例中，通过基于所述第一参数基准值，生成所述目标材料的正交试验表。然后按照所述正交试验表，增材制造成形所述目标材料的第二试验样品后，检测所述第二试验样品的目标性能的第二性能值。并对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值。由此本实施例通过正交试验和极差分析，较快地获得了一组较优的第一初选参数值和各所述待开发工艺参数对目标性能影响程度的主次顺序。以便于后续试验中聚焦核心参数，避免盲目优化。从而提高对增材制造的工艺开发效率。
65.参照图3，图3为本技术工艺开发方法一可行实施例的流程示意图。
66.如图3所示，本可行实施例中，目标性能为致密度和表面粗糙度。因此根据目标材料的材料特性，确定对应的芯部待开发参数（即对致密度存在影响的工艺参数，如芯部激光功率、芯部扫描速度和芯部扫描间距）的第一芯部参数基准值。基于所述第一芯部参数基准值，通过正交试验和极差分析，获得各所述芯部待开发参数对致密度影响的芯部主次顺序和第一芯部初选参数值。进而可以将所述第一芯部初选参数值作为第二芯部参数基准值，基于所述芯部主次顺序和第二芯部参数基准值，生成对应的芯部参数多赫勒矩阵。并按照所述芯部参数多赫勒矩阵，增材制造成形所述目标材料的第一芯部试验样品后，采用阿基米德排水法检测所述第一芯部试验样品的致密度。然后将所述致密度最高的第一芯部试验样品作为最优芯部样品，并判断所述最优芯部样品的致密度是否》99.5%。若所述最优芯部样品的致密度不大于99.5%，则将所述最优芯部样品的芯部参数值作为新的第一芯部初选参数值，执行步骤：将所述第一芯部初选参数值作为第二芯部参数基准值，基于所述芯部主次顺序和第二芯部参数基准值，生成对应的芯部参数多赫勒矩阵。若所述最优芯部样品的致密度大于99.5%，则根据目标材料的材料特性，确定对应的表面待开发参数（即对表面粗糙度存在影响的工艺参数，如轮廓激光功率、轮廓扫描速度和光斑补偿）的第一表面参数基准值。基于所述第一表面参数基准值，通过正交试验和极差分析，获得各所述表面待开发参数对表面粗糙度影响的表面主次顺序和第一表面初选参数值。进而可以将所述第一表面初选参数值作为第二表面参数基准值，基于所述表面主次顺序和第二表面参数基准值，生成对应的表面参数多赫勒矩阵。并按照所述表面参数多赫勒矩阵，增材制造成形所述目标材料的第一表面试验样品后，采用粗糙度仪检测所述第一表面试验样品的表面粗糙度。然后
将所述表面粗糙度最低的第一表面试验样品作为最优表面样品，并判断所述最优表面样品的表面粗糙度是否达到预期目标。若所述最优表面样品的表面粗糙度未达到预期目标（如小于ra 2.5μm），则将所述最优表面样品的表面参数值作为新的第一表面初选参数值，执行步骤：将所述第一表面初选参数值作为第二表面参数基准值，基于所述表面主次顺序和第二表面参数基准值，生成对应的表面参数多赫勒矩阵。若所述最优表面样品的表面粗糙度达到预期目标，则获取最优芯部样品对应芯部待开发参数的芯部参数值和最优表面样品对应表面待开发参数的表面参数值，将所述芯部参数值和表面参数值作为最优参数值，完成所述目标材料的增材制造工艺开发。
67.参照图4，图4为本技术工艺开发方法涉及实施例方案的表面质量对比图。图4中左侧为采用未经优化开发的工艺参数增材制造得到的样品表面质量，右侧为采用经本技术实施例优化开发后的最优参数值增材制造得到的样品表面质量。由此可以明显看出，本技术实施例不仅可以提高增材制造的工艺开发效率，还可有效改善增材制造的目标性能（如表面粗糙度）。
68.参照图5，图5为本技术工艺开发装置的结构示意图。
69.本技术还提供一种工艺开发装置，所述工艺开发装置包括：参数获取模块10，用于获取目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值；第一试验模块20，用于基于所述第一参数基准值，通过正交试验，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值；矩阵生成模块30，用于将所述第一初选参数值作为第二参数基准值，基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵；第二试验模块40，用于按照所述参数多赫勒矩阵，增材制造成形所述目标材料的第一试验样品后，检测所述第一试验样品的目标性能的第一性能值；参数筛选模块50，用于根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值。
70.可选地，第一试验模块20，还用于：基于所述第一参数基准值，生成所述目标材料的正交试验表；按照所述正交试验表，增材制造成形所述目标材料的第二试验样品后，检测所述第二试验样品的目标性能的第二性能值；对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值。
71.可选地，第一试验模块20，还用于：判断所述第二性能值是否满足预设初选阈值；若所述第二性能值满足预设初选阈值，则执行步骤：对所述第二性能值进行极差分析，获得各所述待开发工艺参数的主次顺序和第一初选参数值；若所述第二性能值未满足预设初选阈值，则根据所述第二性能值，筛选出所述第二试验样品的第二初选参数值，并将所述第二初选参数值作为新的第一参数基准值，执行步骤：基于所述第一参数基准值，生成所述目标材料的正交试验表。
72.可选地，矩阵生成模块30，还用于：按照所述主次顺序，将各所述待开发工艺参数依次赋予预设多赫勒矩阵权重从高
到低对应的试验因素；根据所述第二参数基准值和所述预设多赫勒矩阵，生成对应的参数多赫勒矩阵。
73.可选地，第二试验模块40，还用于：对所述第一性能值进行对比，确定所述第一试验样品中的第一最优样品；将所述第一最优样品的工艺参数值作为各所述待开发工艺参数的最优参数值。
74.可选地，参数获取模块10，还用于：获取所述目标材料的材料特性；根据所述材料特性，确定所述目标材料的各待开发工艺参数的第一参数基准值。
75.可选地，参数筛选模块50，还用于：判断所述第一性能值是否满足预设期望阈值；若所述第一性能值满足预设期望阈值，则执行步骤：根据所述第一性能值，确定各所述待开发工艺参数的最优参数值；若所述第一性能值未满足预设期望阈值，则根据所述第一性能值，筛选出所述参数多赫勒矩阵中的第二初选参数值，并将所述第二初选参数值作为新的第二参数基准值，执行步骤：基于所述主次顺序和第二参数基准值，生成对应的参数多赫勒矩阵。
76.如图6所示，图6为本技术实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
77.具体地，所述工艺开发设备可以是pc（personal computer，个人计算机）、平板电脑、便携式计算机或者服务器等设备。
78.如图6所示，所述工艺开发设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（central processing unit，cpu），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（display）、输入单元比如键盘（keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（wireless-fidelity，wi-fi）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（random access memory，ram）存储器，也可以是稳定的非易失性存储器（non-volatile memory，nvm），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
79.本领域技术人员可以理解，图6中示出的设备结构并不构成对所述工艺开发设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
80.如图6所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及工艺开发应用程序。
81.在图6所示的设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的工艺开发程序，实现上述实施例提供的工艺开发方法中的操作。
82.此外，本技术实施例还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例提供的工艺开发方法中的操作，具体步骤此处不再过多赘述。
83.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体/操作/对象与另一个实体/操作/对象区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体/操作/
对象之间存在任何这种实际的关系或者顺序；术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
84.对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的。可以根据实际的需要选择中的部分或者全部模块来实现本技术方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
85.上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
86.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
87.以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。