熔融沉積成型（Fused deposition modeling,簡(jiǎn)稱FDM）是3D打印最常用的技術(shù)之一。該技術(shù)的主要特點(diǎn)是熔絲必須沉積在已有支撐上,因此支撐決定著整個(gè)被成型件的力學(xué)性能和表面質(zhì)量。本文以提高成型件支撐面的表面質(zhì)量為目標(biāo),運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),使用平整度測(cè)量法測(cè)量實(shí)驗(yàn)試件的破損率,利用極差分析法中的因素趨勢(shì)圖得出綜合目標(biāo)最優(yōu)工藝參數(shù)組合為A1B1C4D5,即噴嘴溫度為190℃、運(yùn)行速度為20mm/s、支撐間隔為20mm、散熱風(fēng)扇速度100%。在正交實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,利用方差分析法得出四個(gè)工藝參數(shù)對(duì)被支撐面表面質(zhì)量影響程度的大小順序?yàn)镈（散熱風(fēng)扇速度）>B（運(yùn)行速度）>A（噴嘴溫度）>C（支撐間隔）,其中影響極為顯著的是D（散熱風(fēng)扇速度）。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證優(yōu)選后的工藝參數(shù)組合的準(zhǔn)確性,優(yōu)選后的工藝參數(shù)對(duì)于其他快速成型系統(tǒng),工藝參數(shù)值的選擇具有重要參考價(jià)值。通過對(duì)常見零部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析總結(jié),得出了 10種典型模型,分別為懸吊面、懸吊邊、懸臂結(jié)構(gòu)、傾斜15°、傾斜30°、傾斜45°、凸柱面R、凸球面SR、凹柱面R、凹球面SR�？偨Y(jié)出5種常見的支撐結(jié)構(gòu),分別為柱狀支... 

【文章來源】：沈陽建筑大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１不同精度三維模型對(duì)比圖??Ｆｉｇ．２．１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ?３Ｄ?ｍｏｄｅｌｓ??

是影響模型表面質(zhì)量的重要因素。??選擇不同的成型方向，切片軟件掃描獲取的模型信息也是不同的。每一層二維數(shù)據(jù)之間??的距離就是分層厚度，這個(gè)厚度是成型設(shè)備在工作平臺(tái)上掃面完一層的厚度也就是單層??厚度。在切片中不同方向模型的截面數(shù)據(jù)信息是不同的，在此過程中難免會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)信??息丟失的情況，從而影響到制件的表面精度和尺寸誤差［４１１。??（２）階梯誤差??切片軟件將分散化的二維數(shù)據(jù)一層一層的堆積起來，每個(gè)模型的截面大小不一，所??以在逐層累積的過程中兩層切片之間必然會(huì)出現(xiàn)“階梯效應(yīng)”如圖２．２所示。產(chǎn)生這種??階梯效應(yīng)是不可避免的，它是一種原理上的誤差。因?yàn)殡A梯效應(yīng)的出現(xiàn)就會(huì)導(dǎo)致成型件??的表面精度粗糙，產(chǎn)生尺寸上的誤差導(dǎo)致達(dá)不到預(yù)期的效果｜４２］。目前解決的有效辦法就??是通過每層的厚度來降低制件的表面粗糙度，層與層之間的距離減少，兩者之間的階梯??效應(yīng)就會(huì)降低，但是減少層與層之間的厚度也就意味著層數(shù)的增加，層數(shù)增加就會(huì)導(dǎo)致??模型的整體數(shù)據(jù)擴(kuò)大，在制造過程中也會(huì)延長(zhǎng)加工時(shí)間。??１）為了降低臺(tái)階效應(yīng)引起的誤差提高制件的打印精度，在參數(shù)設(shè)置中要減少層厚，??相對(duì)而言層厚的減少，整體的層數(shù)就要增加。雖然這種方法對(duì)提高制件的表面制件非常??的有效，但是減少層厚，增加層數(shù)就會(huì)給設(shè)備處理數(shù)據(jù)時(shí)造成繁重的工作量，有時(shí)過低??的減少層厚會(huì)影響到打印設(shè)備的打印質(zhì)量。目前解決這一問題可以采用自適應(yīng)性切片分??層技術(shù)，它可以根據(jù)模型只能的切片，能夠有效的提高表面質(zhì)量。?????１?ＣＡＰ樽型邊界??實(shí)際模型邊界??Ｌ?４??圖２．２零件的階梯效應(yīng)??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｔｅｐ?ｅｆＦｅｃｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐａｒｔ??１１??

２?ＦＤＭ成型件誤差影響因素分析?碩士研究生學(xué)位論１??２）優(yōu)化成型制作方向??避免階梯效應(yīng)的另外一種方法是改變模型制件的加工方向。通俗地講就是要減少模??型輪廓與成型方向的角度，從而降低階梯效應(yīng)對(duì)模型制件的誤差。如圖２．３所示，這是??一個(gè)相同的打印試件只是擺放的方向不同，在圖中可以直觀地看出成型方向的不同導(dǎo)致??打印試件引起階梯效應(yīng)影響表面質(zhì)量的程度也不同。兩個(gè)不同的成型方向打印試件同一??水平面的表面質(zhì)量也不同。如圖２．３中Ｐ２水平面的表面程度，觀察到在（ａ）中Ｐ２的階梯??效應(yīng)相較于（ｂ）中影響程度非常的嚴(yán)重，Ｐ３的影響程度相對(duì)較小，ＰＩ、Ｐ４和Ｐ５這三個(gè)??水平面幾乎沒有受到階梯效應(yīng)的影響，與模型表面基本一致。顯而易見改變模型的成型??方向?qū)δＰ偷谋砻尜|(zhì)量有很大的改善。??不言而喻，改變成型件的加工方向確實(shí)對(duì)增加制件的表面精度有很大的作用。在圖??２．３中我們發(fā)現(xiàn)ＰＩ、Ｐ４和Ｐ５這三個(gè)水平面改變了方向也沒有被階梯效應(yīng)所影響，這是??因?yàn)樗鼈兊乃矫娴谋砻娣ㄏ蚺c切片方向一致，這才不會(huì)受到階梯效應(yīng)的影響，而Ｐ２??和Ｐ３它們的表面法向與切片方向存在夾角所以在改變成型方向就會(huì)對(duì)階梯效應(yīng)產(chǎn)生變??化。所以我們?cè)谝院蠹庸ぶ萍䲡r(shí)，要根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)來合理的選擇成型方向。要想提高??制件的表面精度就要避免讓模型多處與切片方向有夾角。但是在工藝上仍然存在一些問??題需要研究和解決：一是針對(duì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的模型，僅僅改變成型方向起到的作用可能??不是大，而且復(fù)雜的模型在切片時(shí)也比較復(fù)雜；二是雖然改變成型方向可以提高制件的??表面精度，但是制件不能只看表面質(zhì)量還有很多因素需要綜合考慮［４３］。。??Ｐ３??Ｐ２??Ｐ１?＼

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3250927