發(fā)布時間：2020-06-06 12:39

【摘要】：基于FDM-3D打印技術(shù)作為一種增材制造技術(shù),已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一種新型的制造加工技術(shù)。和傳統(tǒng)的減材制造技術(shù)不同,基于FDM-3D打印技術(shù)能夠很大程度上降低復(fù)雜零件的制造難度,且具有操作簡便、成本低、節(jié)省材料等優(yōu)勢。但是,現(xiàn)有的FDM-3D打印機普遍存在成型精度低、打印速度慢等不足。因此,基于FDM-3D打印機相關(guān)技術(shù)仍存在很大的研究空間。本文針對現(xiàn)有的基于FDM-3D打印機存在的成型精度差、打印速度慢等不足,對3D打印機的工作原理進(jìn)行了深入分析,引入一種壓電擠出的工作原理,并對3D打印機的噴頭進(jìn)行了設(shè)計。對壓電陶瓷元件進(jìn)行壓電有限元仿真分析,分析得到其產(chǎn)生的最大形變位移為44.19μm,經(jīng)設(shè)計的柔性鉸鏈放大機構(gòu)放大后的輸出位移為349.35μm,能夠滿足本次設(shè)計的要求。對基于FDM-3D打印機壓電式噴頭進(jìn)行熱-力耦合仿真和優(yōu)化,優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能表現(xiàn)良好,能夠保證壓電陶瓷元件的正常工作,滿足設(shè)計的要求。對基于FDM-3D打印機壓電式噴頭的噴射過程進(jìn)行流體力學(xué)仿真,得到不同時刻液體的擠出形態(tài)和流域速度的變化規(guī)律,并且得到不同粘度、壓電頻率和驅(qū)動距離對擠出液滴的大小和速度的影響。利用正交試驗法獲得熔融金屬粘度、壓電頻率和驅(qū)動距離對擠出液滴大小影響的主次關(guān)系:熔融金屬粘度驅(qū)動距離壓電頻率。由正交試驗表找到最佳參數(shù)組合所得到的液滴直徑大小為0.786mm,均小于表中的直徑,驗證了正交試驗所得最佳組合參數(shù)的合理性。利用正交試驗法獲得熔融金屬粘度、壓電頻率和驅(qū)動距離對流域流速大小影響的主次關(guān)系:壓電頻率熔融金屬粘度驅(qū)動距離。由正交試驗表中極差的大小可以看出在可調(diào)節(jié)參數(shù)范圍內(nèi)增大壓電頻率能夠有效提高液滴的擠出能力,更利于液滴的擠出。通過對基于FDM-3D打印機壓電式噴頭的流體力學(xué)仿真得到:擠出液滴最小直徑為0.786mm,最大速度為3.46m/s。相較于傳統(tǒng)的活塞式噴頭、螺桿式噴頭和氣動式噴頭,能夠提高3D打印機的打印速度,為以后研發(fā)高精度和高效率的3D打印機設(shè)備提供參考。
【圖文】：

度低、成本高、速度慢等缺陷，制約了、成本低、速度快的 3D 打印機是目前M 的 3D 打印機技術(shù)，對其噴頭進(jìn)行設(shè)式噴頭，以此解決 3D 打印機打印精度術(shù)的發(fā)展以及進(jìn)一步的開發(fā)奠定基礎(chǔ)，國經(jīng)濟的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)制造水平的優(yōu)化具D 打印機噴頭的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)FDM-3D 打印機噴頭種類主要包括活塞頭。下面對以上三種擠出噴頭的國內(nèi)外鍵部件主要包括噴嘴、加熱棒、加熱鋁采用固態(tài)絲材在步進(jìn)電機的帶動下，擠將噴嘴內(nèi)熔融態(tài)的絲材擠出到噴嘴外部

圖 1.2 螺桿式擠出噴頭三維模型；2.機筒；3.加熱器 1；4.擠出螺桿；5.加熱器 雖然能夠加快絲材的熔融速率，提高擠出關(guān)鍵部件主要包括噴嘴、坩堝、加熱爐、入坩堝內(nèi)，將坩堝內(nèi)已熔融的材料從噴嘴出噴頭，，氣動式擠出噴頭的結(jié)構(gòu)相對簡單材料的選擇范圍，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 1.3 所
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP334.8

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5 張tDs

本文編號：2699689