Prediction of single track clad quality in laser metal deposition using dissimilar materials: Comparison of machine learning-based approaches

平均绝对百分比误差 均方误差 材料科学 人工神经网络 超参数 近似误差 激光功率缩放 梯度升压 背景(考古学) 计算机科学 人工智能 机器学习 统计 算法 数学 激光器 随机森林 光学 古生物学 物理 生物
作者
Pascal Paulus,Yannick Ruppert,Michael Vielhaber,Juergen Griebsch
出处
期刊:Journal of Laser Applications [Laser Institute of America]
卷期号:35 (4)
标识
DOI:10.2351/7.0001108
摘要

Powder-based laser metal deposition (LMD) offers a promising additive manufacturing process, given the large number of available materials for cladding or generative applications. In laser cladding of dissimilar materials, it is necessary to control the mixing of substrate and additive in the interaction zone to ensure safe metallurgical bonding while avoiding critical chemical compositions that lead to undesired phase precipitation. However, the generation of empirical data for LMD process development is very challenging and time-consuming. In this context, different machine learning models are examined to identify whether they can converge with a small amount of empirical data. In this work, the prediction accuracy of back propagation neural network (BPNN), long short-term memory (LSTM), and extreme gradient boosting (XGBoost) was compared using mean squared error (MSE) and mean absolute percentage error (MAPE). A hyperparameter optimization was performed for each model. The materials used are 316L as the substrate and VDM Alloy 780 as the additive. The dataset used consists of 40 empirically determined values. The input parameters are laser power, feed rate, and powder mass flow rate. The quality characteristics of height, width, dilution, Fe-amount, and seam contour are defined as outputs. As a result, the predictions were compared with retained validation data and described as MSE and MAPE to determine the prediction accuracy for the models. BPNN achieved a prediction accuracy of 0.0072 MSE and 4.37% MAPE and XGBoost of 0.0084 MSE and 6.34% MAPE. The most accurate prediction was achieved by LSTM with 0.0053 MSE and 3.75% MAPE.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wxn完成签到 ,获得积分10
1秒前
雨恋凡尘完成签到,获得积分0
6秒前
6秒前
7秒前
为你等候完成签到,获得积分10
10秒前
浑续发布了新的文献求助10
11秒前
英姑应助机智的然然采纳,获得10
11秒前
11秒前
CC发布了新的文献求助10
12秒前
今后应助里大炮采纳,获得10
13秒前
LiShan完成签到 ,获得积分10
13秒前
jeffrey完成签到,获得积分0
14秒前
老牛完成签到 ,获得积分10
16秒前
深情安青应助曹济采纳,获得10
16秒前
mengmenglv完成签到 ,获得积分0
16秒前
tong了个包子完成签到,获得积分10
16秒前
arniu2008完成签到,获得积分10
17秒前
hunajx完成签到,获得积分10
18秒前
中原第一深情完成签到,获得积分10
18秒前
尊尊完成签到,获得积分10
19秒前
蜗牛完成签到,获得积分10
20秒前
蘑菇完成签到,获得积分10
20秒前
任性吐司完成签到 ,获得积分10
20秒前
luobote完成签到 ,获得积分10
21秒前
茶柠完成签到 ,获得积分10
22秒前
英俊雅柏完成签到,获得积分10
22秒前
ao123发布了新的文献求助10
23秒前
大脸猫完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
24秒前
已歌完成签到 ,获得积分10
24秒前
Brave发布了新的文献求助10
26秒前
hehe完成签到 ,获得积分10
26秒前
里大炮发布了新的文献求助10
27秒前
gypsi完成签到,获得积分10
28秒前
星城浮轩完成签到 ,获得积分10
29秒前
wl5289完成签到 ,获得积分10
29秒前
崔康佳完成签到,获得积分10
29秒前
浑续完成签到,获得积分20
29秒前
chuzihang完成签到 ,获得积分10
30秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
晋绥日报合订本24册(影印本1986年)【1940年9月–1949年5月】 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6034730
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7745897
关于积分的说明 16206346
捐赠科研通 5181057
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2772907
邀请新用户注册赠送积分活动 1756027
关于科研通互助平台的介绍 1640869