熔融沉積成型(FDM)技術(shù)是近幾十年發(fā)展起來(lái)的增材制造技術(shù)。由于其成型材料廣泛、成型設(shè)備價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),已成為增材制造技術(shù)中一種非常有前景的工藝。但FDM工藝成型件精度較低,是制約著其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。因而,本文從FDM工藝成型件工藝參數(shù)為出發(fā)點(diǎn),以期得到工藝參數(shù)對(duì)成型件精度的影響。首先介紹了FDM成型的基本原理、成型的工藝特點(diǎn)以及工藝過(guò)程,隨后分析總結(jié)了影響FDM成型過(guò)程精度的因素,主要有成型系統(tǒng)所導(dǎo)致的誤差、CAD模型轉(zhuǎn)化為STL標(biāo)準(zhǔn)格式所導(dǎo)致的誤差、材料收縮所引起的誤差和工藝參數(shù)所引起的誤差。其次,研究了FDM成型過(guò)程溫度場(chǎng)的有限元模擬。先利用APDL語(yǔ)言結(jié)合生死單元法建立了FDM成型過(guò)程溫度場(chǎng)分析模型,模擬得出了FDM成型過(guò)程某一時(shí)刻、不同時(shí)刻溫度場(chǎng)特征以及FDM成型過(guò)程不同節(jié)點(diǎn)溫度變化情況和不同填充路徑的溫度場(chǎng)分析,為FDM成型的工藝過(guò)程提供了一定的參考。再次,研究了FDM成型過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的有限元模擬。將FDM成型過(guò)程中對(duì)溫度場(chǎng)分析的結(jié)果作為應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)有限元模擬分析的初始條件,從而得出了同一種掃描填充路徑下和不同掃描填充路徑下的應(yīng)力場(chǎng)分析結(jié)果以及不同掃描填充路徑下應(yīng)變場(chǎng)模... 

【文章來(lái)源】：華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

StratasysJ7503D打印機(jī)

其造型速度是原來(lái)的 5 倍。為了解決小型、復(fù)雜孔洞中的支撐很難去除的問(wèn)題，該公司在 1999 年又開(kāi)發(fā)出了水溶性支撐材料，并將之應(yīng) FDM-3000 上[8]。當(dāng)前該公司的主要產(chǎn)品有：辦公室用的 FDM Vantage 系品以及在 Vantage 系列基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出的能夠應(yīng)用更多可成型材料的 FDitan 系列產(chǎn)品，另外還有成型空間更大且成型速度更快的 FDM Maxum 系列等。2016 年，該公司推出了 Stratasys J750 3D 打印機(jī)如圖 1-1 所示，賦予者更豐富的色彩及材料選擇——超過(guò) 360,000 種不同的色彩和多種材料，從剛性到柔性，從不透明到透明，應(yīng)有盡有。Makerbot 公司是 Stratasys 公司旗下的全球領(lǐng)先的生產(chǎn)桌面級(jí) 3D 打印機(jī)司，其旗下最新生產(chǎn)的 MakerBot Replicator mini+集成了所有 MakerBot 標(biāo)模塊，包括機(jī)載攝像頭模塊，WiFi 模塊，USB 連接模塊等，相較于前akerBot Replicator mini 其打印速度提升了 10%，打印體積增加了 28%，最印成型件尺寸為 295m m 349m m 381mm,觀察和操控打印機(jī)只需要通過(guò)手裝 MakerBot Mobile 應(yīng)用軟件即可隨時(shí)控制和觀察打印機(jī)，產(chǎn)品如圖 1-2 。

圖 1-3 FDM 3D 打印機(jī) P1552.2 FDM 成型設(shè)備國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀目前中國(guó) 3D 打印產(chǎn)業(yè)中 95%的企業(yè)都是做設(shè)備和材料的企業(yè)，雖然缺用和解決方案[9]，但在中共中央政治局常委、國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)主持的國(guó)專(zhuān)題講座中指出，為推動(dòng)中國(guó)制造由大變強(qiáng)，培育中國(guó)制造競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)中高速增長(zhǎng)，邁向中高端水平，要加快發(fā)展先進(jìn)制造與 3D 打印事業(yè)前國(guó)內(nèi)主要的進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域的品牌有：太爾時(shí)代的 UP Plus 2 是 UP 系列的準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)級(jí)型號(hào)，是世界上最受歡迎的級(jí) 3D 打印機(jī)，該機(jī)型成型尺寸為140m m 1 40m m 1 35mm,機(jī)型的打印精度到了 0.15mm,采用開(kāi)放式的機(jī)身設(shè)計(jì)，方便使用，機(jī)體小巧因而不會(huì)占用的空間，且機(jī)身為全金屬結(jié)構(gòu)，配合高質(zhì)量的線(xiàn)性導(dǎo)軌，精度和可靠性均美工業(yè)機(jī)。UP Plus 2 具有平臺(tái)自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)設(shè)置噴頭高度的功能，使得機(jī)校準(zhǔn)變得輕松簡(jiǎn)單。確保了打印效果和可靠性。如圖 1-4 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于多物理場(chǎng)耦合的高溫FDM噴嘴熱—應(yīng)力仿真分析[J]. 胡鑌,胡萬(wàn)里,史長(zhǎng)春,陶孟侖,單斌,陳定方.  南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]熔融沉積(FDM)3D打印工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 韓江,王益康,田曉青,江本赤,夏鏈.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2016(06)
[3]3D打印的路徑規(guī)劃研究綜述[J]. 侯章浩,烏日開(kāi)西·艾依提.  機(jī)床與液壓. 2016(05)
[4]遺傳算法原理在機(jī)械工程中的應(yīng)用[J]. 鄭旭浩.  中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2014(34)
[5]Material parameter modeling and solution technique using birth–death element for notched metallic panel repaired with bonded composite patch[J]. Tong Lei,Li Shiqiu,Xiong Junjiang.  Chinese Journal of Aeronautics. 2014(02)
[6]增材制造(3D打印)技術(shù)發(fā)展[J]. 盧秉恒,李滌塵.  機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2013(04)
[7]增材制造:實(shí)現(xiàn)宏微結(jié)構(gòu)一體化制造[J]. 李滌塵,賀健康,田小永,劉亞雄,張安峰,連芩,靳忠民,盧秉恒.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(06)
[8]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泥石流平均流速預(yù)測(cè)[J]. 徐黎明,王清,陳劍平,潘玉珍.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版). 2013(01)
[9]遺傳算法研究進(jìn)展[J]. 馬永杰,云文霞.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2012(04)
[10]PLA熱性能參數(shù)的研究[J]. 張來(lái),張文霞,蔡廣楠,付曉蓉.  塑料工業(yè). 2012(01)

博士論文
[1]熔融沉積成型有限元模擬與工藝優(yōu)化研究[D]. 紀(jì)良波.南昌大學(xué) 2011

碩士論文
[1]FDM成型性能的影響因素分析及試驗(yàn)研究[D]. 孟陳力.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[2]基于ANSYS模擬的熔融沉積快速成型精度研究[D]. 戴岳.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2015
[3]FDM快速成型機(jī)溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬仿真[D]. 高金嶺.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]熔融沉積快速成型精度研究及其成型過(guò)程數(shù)值模擬[D]. 倪榮華.山東大學(xué) 2013
[5]遺傳算法的研究與應(yīng)用[D]. 王銀年.江南大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2895317