本文關(guān)鍵詞：木塑擠出與3D復(fù)合成型的設(shè)計(jì)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)化4.0的提出,3D成型技術(shù)(增材制造技術(shù))受到了極大的關(guān)注和發(fā)展。由于研究的深入,材料與設(shè)配匹配單一問(wèn)題逐漸成為限制其發(fā)展的因素之一。本課題優(yōu)先對(duì)擠出3D成型裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì),以模擬分析為基礎(chǔ),研究了木塑3D擠出成型過(guò)程相關(guān)參數(shù)對(duì)物料成型溫度及速度的影響。課題的主要研究結(jié)論如下:1.以木粉和廢塑料為原材料,以比較成熟的擠出成型為基礎(chǔ),進(jìn)行了直接3D成型的技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)論證及優(yōu)化,完成了木塑擠出3D成型的模擬設(shè)計(jì),并以模擬方式確定了其可行性。2.對(duì)木塑3D擠出成型分為擠出及成型平臺(tái)進(jìn)給兩部分,分別對(duì)其進(jìn)行了傳動(dòng)裝置、控制裝置和主體構(gòu)件的設(shè)計(jì)優(yōu)化,并運(yùn)用設(shè)計(jì)軟件對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,得到機(jī)頭與移動(dòng)模平面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡證明可以較好的按層疊加成型。3.將擠出加工過(guò)程理論應(yīng)用于本設(shè)計(jì),經(jīng)分析表明:擠出流量、出料口徑、動(dòng)模速度是3D成型中影響成型制品形狀的關(guān)鍵因素。設(shè)計(jì)中模擬得到了規(guī)律表達(dá)式。經(jīng)模擬分析,獲得了這三個(gè)參數(shù)與成型溫度的關(guān)系式。。4.討論分析了木塑擠出3D成型過(guò)程中變參數(shù)與成型質(zhì)量的關(guān)系。為提高成型精度及效率,在保證成型物料形狀不變前提下,改變?cè)兴悸?以改變單一參數(shù)為改變雙參數(shù)對(duì)對(duì)成型物料形狀的影響,并對(duì)成型效果進(jìn)行了優(yōu)化。5.對(duì)成型材料進(jìn)行了流動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)及物料接合實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)觀察了成型溫度對(duì)物料流動(dòng)性的影響和成型物料兩疊層接合面合理溫度區(qū)間。本課題合理提出木塑3D擠出成型設(shè)備設(shè)計(jì)方案;得出了成型運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)成型溫度及效率影響關(guān)系;提出變參數(shù)成型過(guò)程的解決方案及參數(shù)匹配關(guān)系;為木塑3D擠出成型過(guò)程奠定理論基礎(chǔ),并提供了設(shè)計(jì)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：木塑 3D 擠出成型設(shè)備 材料成型溫度 成型參數(shù) 變參數(shù)成型
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB332
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)10-15
• 1.1.1 3D打印技術(shù)10-14
• 1.1.2 3D打印技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.2 木塑成型技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)15-19
• 1.2.1 木塑復(fù)合材料發(fā)展的意義15-16
• 1.2.2 木塑復(fù)合材料主要擠出成型設(shè)備及工藝16-18
• 1.2.3 木塑成型技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容及意義19-21
• 1.3.1 課題的目的及意義19-20
• 1.3.2 課題的主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 2 木塑3D成型理論分析21-32
• 2.1 3D打印成型過(guò)程溫度場(chǎng)傳熱理論21-23
• 2.2 成型體的傳熱計(jì)算模型23-26
• 2.2.1 傳熱物理數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.2.2 成型模型邊界條件25-26
• 2.3 3D成型模型溫度場(chǎng)求解方法26-27
• 2.4 3D成型機(jī)頭擠出流場(chǎng)分析理論27-31
• 2.4.1 擠出流場(chǎng)基本方程27-29
• 2.4.2 成型材料本構(gòu)方程29-31
• 2.5 3D成型材料流體力學(xué)求解方法31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 3 木塑3D擠出成型機(jī)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化32-52
• 3.1 木塑3D擠出成型機(jī)的設(shè)計(jì)理論32-34
• 3.2 木塑3D擠出成型機(jī)設(shè)計(jì)論證34-35
• 3.3 3D打印機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)分析35-38
• 3.4 螺桿擠出在 3D成型中的應(yīng)用38-44
• 3.4.1 擠出機(jī)螺桿的設(shè)計(jì)38-42
• 3.4.2 轉(zhuǎn)向機(jī)頭的設(shè)計(jì)42-44
• 3.5 木塑3D擠出成型機(jī)總體設(shè)計(jì)44-50
• 3.5.1 木塑3D擠出成型機(jī)功能原件設(shè)計(jì)44-47
• 3.5.2 木塑3D擠出成型機(jī)成型過(guò)程47
• 3.5.3 木塑3D擠出成型軌跡模擬47-50
• 3.5.4 木塑3D擠出成型機(jī)相對(duì)于FDM 3D打印機(jī)的創(chuàng)新點(diǎn)50
• 3.6 本章小結(jié)50-52
• 4 木塑3D擠出成型溫度場(chǎng)及分析52-72
• 4.1 轉(zhuǎn)向機(jī)頭分析模型52-55
• 4.1.1 成型物料基本假設(shè)條件53
• 4.1.2 模型邊界條件及物料性能參數(shù)53-54
• 4.1.3 轉(zhuǎn)向機(jī)頭流場(chǎng)仿真結(jié)果及分析54-55
• 4.2 擠出物料流動(dòng)分析模型55-60
• 4.2.1 分析模型運(yùn)動(dòng)條件56-57
• 4.2.2 模型傳熱邊界條件分析57
• 4.2.3 分析模型運(yùn)動(dòng)描述57-60
• 4.2.4 設(shè)定溫度觀察點(diǎn)60
• 4.3 設(shè)計(jì)參數(shù)與成型物料觀察點(diǎn)溫度關(guān)系及分析60-66
• 4.3.1 復(fù)合成型過(guò)程中出料口徑的影響61-62
• 4.3.2 動(dòng)模速度對(duì)復(fù)合成型的影響62-64
• 4.3.3 空氣對(duì)流換熱系數(shù)對(duì)成型溫度的影響64-66
• 4.4 變參數(shù)作用的討論66-71
• 4.4.1 以動(dòng)模速度為基本參數(shù)變量66-68
• 4.4.2 以出料口徑為基本參數(shù)變量68-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 5 木塑3D擠出成型過(guò)程流動(dòng)性及擠出實(shí)驗(yàn)72-79
• 5.1 實(shí)驗(yàn)材料熔融指數(shù)的測(cè)定72-76
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)儀器72
• 5.1.2 具體操作規(guī)程72-73
• 5.1.3 MFR法計(jì)算熔融指數(shù)73
• 5.1.4 數(shù)據(jù)記錄分析73-76
• 5.2 木塑3D擠出成型機(jī)擠出實(shí)驗(yàn)76-78
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材76-77
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及分析77-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論與展望79-81
• 1 結(jié)論79-80
• 2 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 致謝84-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果85-86

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