【摘要】： 快速成形技術(shù)(Rapid Prototyping,簡(jiǎn)稱RP)經(jīng)過(guò)了十多年的發(fā)展歷程,出現(xiàn)了十幾種工藝方法。隨著在該領(lǐng)域研究工作的不斷深入,人們已經(jīng)越來(lái)越不滿足于僅僅利用RP技術(shù)制作概念模型。改善成形質(zhì)量、提高原型的使用性能,已成為RP技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 熔融擠壓堆積成形(FDM)是RP技術(shù)中最典型的工藝方法之一。影響FDM成形質(zhì)量的因素非常的復(fù)雜,牽涉到傳熱學(xué)、粘彈性理論、高分子材料等一系列問(wèn)題。本文首先圍繞FDM成形過(guò)程中出現(xiàn)的噴頭啟停響應(yīng)滯后問(wèn)題,在理論和試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上提出了啟停補(bǔ)償及噴頭和掃描運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)控制方案,并對(duì)啟停補(bǔ)償可能存在的失敗現(xiàn)象進(jìn)行分析和有效的預(yù)防。 其次,從理論上分析了FDM的成形質(zhì)量控制問(wèn)題包括成形精度、翹曲變形、粘結(jié)質(zhì)量幾個(gè)方面。1)FDM工藝原型尺寸的正確補(bǔ)償應(yīng)該包括理想輪廓線補(bǔ)償和材料收縮補(bǔ)償兩部分,并綜合擠出絲的截面形狀和材料收縮給出補(bǔ)償量計(jì)算公式;2)根據(jù)FDM區(qū)別于其他分層制造工藝所具有的特點(diǎn)分析翹曲變形產(chǎn)生的原因,翹曲變形是層間以及填充層內(nèi)部積聚絲材變形的疊加,影響原型翹曲變形的參數(shù)有堆積層數(shù)n、堆積斷面長(zhǎng)度L、材料的線收縮率α以及成形室的環(huán)境溫度θe和絲材的玻璃化溫度θg,可以從工藝和材料兩個(gè)方面來(lái)對(duì)翹曲變形進(jìn)行控制;3)要獲得理想的粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)控制在一定的溫度范圍內(nèi),噴嘴孔徑和層厚也對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度有一定影響,層厚減小,粘結(jié)強(qiáng)度上升,噴嘴孔徑減小,材料流動(dòng)易于控制。 最后,結(jié)合噴頭啟停滯后分析和粘結(jié)質(zhì)量分析,提出噴頭結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案,從硬件結(jié)構(gòu)上改進(jìn)質(zhì)量控制。
【圖文】：

6圖1.1 快速成形基本流程圖1.2 熔融堆積成形工藝熔融堆積成形工藝的基本特征是用熱熔融性材料（蠟、ABS塑料和尼龍等）在其熔融溫度下靠自身的粘結(jié)性逐層的堆積成形。如圖1.2所示，在熔融堆積成形中，材料是以較低的速度連續(xù)地?cái)D出噴嘴，零件是由絲狀材料的受控積聚逐步堆積成形的。這類工藝常見(jiàn)有FDM、MJS和MEM等。本文采用FDM稱謂。熔融堆積成形工藝同其它快速成形工藝一樣，也是在成形平臺(tái)上一層層的堆積材料的方法來(lái)成形零件，但它構(gòu)成零件的每個(gè)片層是由材料絲的積聚形成的。FDM型快速成形機(jī)構(gòu)如圖1.2 所示,成形機(jī)的加熱噴頭受計(jì)算機(jī)控制, 根據(jù)水平分層切片數(shù) 據(jù)在XY平面上運(yùn)動(dòng)。絲狀原材料由送絲機(jī)構(gòu)送至噴頭,經(jīng)過(guò)加熱、熔化

圖1.2 FDM成形原理成形工藝中，可以有不同的擠壓方式，也的方式，如絲材送進(jìn)、泵送和活塞送進(jìn)（1.3 熔融擠壓工藝材料的不同送進(jìn)方式定壓力將材料送進(jìn)噴嘴并將其連續(xù)擠出噴尺寸的材料堆積路徑。圖1.3（a）所示為性材料，經(jīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)送入液化器，，并在其
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TH16

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 黃泳波;基于ANN的熔融堆積成形中翹曲變形的優(yōu)化策略研究[D];華南理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2678506