【摘要】：隨著增材制造技術(shù)研究的不斷發(fā)展,其加工零件的成型精度和機(jī)械性能不斷提升,也推動(dòng)增材制造技術(shù)從設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證的模型制造,發(fā)展到直接應(yīng)用的功能零件制造。相對(duì)于傳統(tǒng)減材制造技術(shù),針對(duì)增材制造技術(shù)的設(shè)計(jì)方法和體系的尚不完善,不能滿足約束條件下的功能零件設(shè)計(jì)、制造最優(yōu),從而限制了增材制造功制件的應(yīng)用與發(fā)展。本課題根據(jù)工程設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合增材制造的數(shù)字化加工特點(diǎn),開展面向增材制造技術(shù)的設(shè)計(jì)制造一體化技術(shù)(DFM)研究。課題分析熔融沉積技術(shù)(FDM)工藝特點(diǎn),建立設(shè)計(jì)模型宏觀幾何結(jié)構(gòu)和制造工藝參數(shù)和成型質(zhì)量的映射關(guān)系,建立面向熔融沉積技術(shù)的設(shè)計(jì)制造一體化方法;采用正向設(shè)計(jì)對(duì)宏觀幾何結(jié)構(gòu)與介觀晶胞填充進(jìn)行優(yōu)化,并通過具體加工零件試驗(yàn),驗(yàn)證設(shè)計(jì)方法的有效性,具體內(nèi)容如下:(1)課題分析熔融沉積成型技術(shù)分層制造、逐層累加的工藝特點(diǎn),結(jié)合傳統(tǒng)加工方法的設(shè)計(jì)制造一體化理論,提出面向熔融沉積的設(shè)計(jì)制造一體化方法;(2)從成型工藝角度出發(fā),分析設(shè)計(jì)模型幾何結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)對(duì)制件成型質(zhì)量的影響,并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,同時(shí)采用正交實(shí)驗(yàn)方式,針對(duì)設(shè)計(jì)模型中常見的懸臂結(jié)構(gòu)、棱角特征進(jìn)行理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證;(3)針對(duì)所提出的設(shè)計(jì)制造一體化方法,不影響功能制件使用性能的基礎(chǔ)上,結(jié)合有限元方法,對(duì)影響制件成型質(zhì)量的宏觀幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并以雙煙管架為例,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)制造一體化方法在宏觀結(jié)構(gòu)優(yōu)化上有效性。(4)建立介觀晶胞結(jié)構(gòu)的數(shù)字化模型,采用有限元方法對(duì)其力學(xué)特性進(jìn)行分析,得到介觀晶胞結(jié)構(gòu)力學(xué)特性,在功能制件有限元分析模型的基礎(chǔ)上,完成對(duì)功能制件介觀晶胞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)填充,完成對(duì)不同晶胞類型進(jìn)行力學(xué)測(cè)試,驗(yàn)證設(shè)計(jì)制造一體化方法對(duì)于介觀幾何優(yōu)化的正確性。
【圖文】：

圖1-1 FDM工作原理示意圖Fig.1-1 FDM working principle型制件是由點(diǎn)到線，由線到面，由面到體的，將模型存儲(chǔ)為 STL 文件等三角面片格式相應(yīng)的 G 代碼文件，使用存儲(chǔ)卡或者其他方

圖 2-1 部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化噴嘴Fig2-1 component structure simplified nozzle者將根據(jù)設(shè)計(jì)所需對(duì)模型進(jìn)行理論計(jì)算、力同制件設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)χ萍奶貏e要求。如航空及輕量化，如圖 2-1 所示，為 GE 公司做的 個(gè)零件做結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成一個(gè)零件，重量可以減制件成型的制造工藝，節(jié)約了制造和裝配成好的結(jié)合，使得植入體或者其他外置型可以同，增材制造可加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件，，但這舊受到加工工藝以及設(shè)備所限制的狹義的“需要根據(jù)加工工藝特性進(jìn)行一定優(yōu)化設(shè)計(jì)。計(jì)用基本幾何元素或其布爾運(yùn)算得到零件的外的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有兩種方式：正向設(shè)計(jì)——
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH122;TH16

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本文編號(hào)：2597250