隨著社會(huì)的進(jìn)步,市場對個(gè)性化產(chǎn)品的要求越來越高,快速成型技術(shù)（RPM,Rapid Prototyping Manufacturing）由于其能夠快速將所想之物轉(zhuǎn)化為具有一定功能的模型或可直接使用的零件的能力,一開始產(chǎn)生就迅速被社會(huì)認(rèn)可并逐漸普及起來,而熔融沉積建模（FDM,Fused Deposition Modeling）是幾種成熟且應(yīng)用最廣泛的快速成型工藝之一。本文以FDM 3D打印機(jī)為研究對象,以提高成型件的打印精度為目標(biāo),集合目前的3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了FDM 3D打印機(jī)的噴頭和導(dǎo)向管結(jié)構(gòu),并針對影響打印精度的相關(guān)打印參數(shù)進(jìn)行了研究,分析選取了最優(yōu)的打印參數(shù)。本文具體研究工作和成果如下:（1）通過田口方法研究了FDM 3D打印機(jī)噴頭結(jié)構(gòu)對其出口速度穩(wěn)定性的影響,利用ANSYS fluent軟件對噴嘴流場進(jìn)行仿真,得出噴嘴內(nèi)流場的速度變化云圖、出口速度和出口速度方差,并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得出了穩(wěn)定出口速度下的高精度成型件。（2）對于FDM 3D打印機(jī)噴嘴系統(tǒng),在打印過程中,打印材料提前軟化,打印和成型部件不能及時(shí)冷卻,導(dǎo)致打印精度差。對噴嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化,利用ANSYS軟件對優(yōu)... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向
        1.2.1 FDM 3D打印國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 FDM 3D打印機(jī)噴嘴研究現(xiàn)狀
        1.2.3 FDM 3D打印冷卻及散熱問題研究現(xiàn)狀
        1.2.4 FDM 3D打印機(jī)打印參數(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 研究結(jié)構(gòu)
    1.5 本章小結(jié)
第2章 FDM 3D打印機(jī)工作原理與仿真理論分析
    2.1 FDM 3D打印機(jī)原理及工作過程分析
        2.1.1 FDM 3D打印機(jī)工作原理
        2.1.2 其他3D打印技術(shù)原理及特點(diǎn)介紹
        2.1.3 FDM 3D打印技術(shù)特點(diǎn)
    2.2 傳熱學(xué)理論基礎(chǔ)
        2.2.1 熱傳學(xué)概述
        2.2.2 熱傳導(dǎo)的基本方式
    2.3 流場分析理論基礎(chǔ)
        2.3.1 質(zhì)量守恒方程
        2.3.2 能量守恒方程
    2.4 本章小結(jié)
第3章 FDM 3D打印噴頭出口速度對成型件精度的影響
    3.1 建立FDM 3D打印噴頭模型
        3.1.1 FDM 3D打印原理分析
        3.1.2 田口方法與FDM 3D打印噴頭幾何模型的構(gòu)建
    3.2 FDM 3D打印噴頭出口速度流場仿真分析
        3.2.1 Fluent仿真前處理
        3.2.2 Fluent仿真設(shè)置
        3.2.3 Fluent仿真結(jié)果
    3.3 FDM 3D打印噴頭出口速度對成型件精度結(jié)果分析
        3.3.1 數(shù)據(jù)分析
        3.3.2 試驗(yàn)驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 FDM 3D打印噴頭導(dǎo)向管對成型件精度的影響
    4.1 FDM 3D打印噴頭溫度場仿真分析
        4.1.1 FDM 3D打印噴頭溫度場仿真的前處理
        4.1.2 FDM 3D打印噴頭溫度場仿真結(jié)果分析
    4.2 FDM 3D打印橫移導(dǎo)軌熱力學(xué)仿真
        4.2.1 FDM 3D打印橫移導(dǎo)軌熱力學(xué)仿真的前處理
        4.2.2 FDM 3D打印橫移導(dǎo)軌熱力學(xué)云圖分析
    4.3 導(dǎo)向管結(jié)構(gòu)優(yōu)化與仿真分析
        4.3.1 噴頭的改進(jìn)
        4.3.2 仿真結(jié)果
        4.3.3 改進(jìn)前后仿真對比
    4.4 改進(jìn)前后導(dǎo)向管對成型件精度結(jié)果分析
        4.4.1零件的成型實(shí)驗(yàn)
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 FDM 3D打印機(jī)打印參數(shù)對成型件精度的影響
    5.1 打印參數(shù)的選擇及正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)
        5.1.1 打印參數(shù)的選擇
        5.1.2 正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)
    5.2 FDM 3D打印成型實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 FDM 3D打印及參數(shù)設(shè)置
        5.2.2 成型件的打印
        5.2.3 數(shù)據(jù)的測量
    5.3 打印參數(shù)對成型件精度的結(jié)果分析
        5.3.1 打印參數(shù)對高度誤差的影響
        5.3.2 打印參數(shù)對平面度誤差的影響
        5.3.3 打印參數(shù)對圓度誤差的影響
        5.3.4 打印參數(shù)對圓柱度誤差的影響
        5.3.5 打印參數(shù)對翹曲變形的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文、專利
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 樊昱,李芬霞,郭峰,張新濤,高曉婷.  世界有色金屬. 2017(22)
[2]3D打印技術(shù)前沿進(jìn)展[J]. 徐照鑫.  中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2017(48)
[3]FDM型3D打印機(jī)噴頭優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 閔暢,李錦,沈新明,劉佳麗,劉洋.  黑龍江科學(xué). 2017(21)
[4]FDM工藝參數(shù)對制件表面質(zhì)量的影響分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 梁松松,張弓,侯至丞,王衛(wèi)軍,王建,李均,顧星,韓彰秀.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2017(11)
[5]基于FDM的3D打印翹曲變形優(yōu)化研究[J]. 曹師增,宋發(fā)成,劉元義,王宏甲,孫伯乾.  塑料工業(yè). 2017(10)
[6]基于模糊PID的FDM型3D打印機(jī)噴頭溫度控制系統(tǒng)[J]. 胡亞南,祁廣利,霍蛟飛,王鵬文.  包裝工程. 2017(19)
[7]基于FDM的3D打印參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究[J]. 呂福順,劉肖肖,程祥,鄭光明,楊先海.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2017(09)
[8]基于磁制冷的FDM型3D打印機(jī)噴頭的研究與設(shè)計(jì)[J]. 張毅,王興迪,王莎,李盼盼.  塑料工業(yè). 2017(07)
[9]基于ANSYS模擬的FDM不同噴頭溫度下的工藝分析[J]. 王野.  現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2017(07)
[10]巖芯3D打印裝置的噴嘴優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 趙弘,張巖,張毅然.  石油機(jī)械. 2017(07)

博士論文
[1]熔融沉積制造精度及快速模具制造技術(shù)的研究[D]. 鄒國林.大連理工大學(xué) 2002

碩士論文
[1]熔融沉積快速成型出絲系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 童煒山.東南大學(xué) 2015
[2]FDM快速成型過程熔體及噴頭的研究[D]. 黃江.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2014
[3]電動(dòng)汽車車身外流場理論與仿真分析[D]. 吳增文.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]3D打印噴頭的溫度分析及控制策略研究[D]. 王柏通.湖南師范大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3052779