基于FDM三維打印技術的工藝優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2021-10-05 09:31
FDM三維打印技術由于其成本低、應用廣等優(yōu)勢,受到越來越多的研究人員的青睞。不同的工藝參數(shù)會激發(fā)FDM三維打印設備不同的工作性能,最終打印成型零件的性能也會存在差異。本文以自主設計的開源FDM三維打印設備為基礎,通過大量的試驗及分析,研究了不同工藝參數(shù)下的成型效果,簡潔且有效提高了FDM三維打印成型件的成型精度和部分力學性能。主要研究工作內(nèi)容如下:(1)對現(xiàn)有FDM三維打印設備主要的誤差來源進行了總結及分析。按照FDM三維打印技術的工藝鏈,詳細的分析了在打印設備的安裝與維護、數(shù)據(jù)的傳輸與處理、零件打印加工、零件后處理中可能會引起誤差的因素,并對可控因素提出了相應的改進方法。為后續(xù)開源FDM三維打印設備的制作、優(yōu)化試驗的進行提供了理論支撐。(2)完成了開源FDM三維打印設備的設計與搭建,主要包括外框架、XYZ軸傳動裝置等機械結構的設計與安裝;硬件電路的部分模塊設計;控制固件的配置與燒錄。在安裝調(diào)試后用于試驗設計件的打印。(3)對分層厚度、填充速度、填充率設計正交試驗,利用FDM三維打印設備的開源特性完成上述三種工藝參數(shù)的配置并打印出試驗件。通過試驗結果分析得出成型零件在水平、豎直方向上的...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
三維打印系統(tǒng)的主要構成
大量的曲線輪廓,CAD 軟件供應商提供的曲面細分算法也不夠完整,這樣就會使得 STL 文件產(chǎn)生多邊形近似模型,出現(xiàn)局部三角形面片缺損、退化、重疊等情況,從而影響了整體精度,因此在轉化的過程中難以可靠的生成面片模型。在常用的三維建模軟件中例如 SoildWorks、Catia、ProE 等在將模型轉化為 ST文件格式時,雖然難以通過修改算法的方法來消除誤差,但可以通過設置軟件中的參數(shù)來調(diào)整精度。在 Soildworks 中點擊“另存為”—“選擇 STL 格式”—“選項”即可進入?yún)?shù)修改界面,以圓柱體為例,按表 2.1 中的參數(shù)三角化效果如圖 2.2 所示。表 2.1 三角化參數(shù)表Tab 2.1 Triangulation parameter table誤差/mm 角度/o三角面片數(shù) 文件大小/B0.03647016 30 152 76840.00430034 15 528 264840.00216724 0.5 2880 144084
第二章 FDM 三維打印精度影響因素分析切片的基本原理是:將水平的二維平面切入片與該二維平面之間的關系,連接所有其之的層片輪廓,對三維模型的每層進行上述切文件[36]。理論上平面是沒有厚度的,但在實,必須設定好打印設備能夠實現(xiàn)的分層層厚行依次打印。由于相鄰層片之間成型順序存一致,這也就導致了成型零件表面精度的丟 2.3 所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]單片機控制步進電機研究[J]. 黃兆波,李姿. 南方農(nóng)機. 2019(04)
[2]用于FDM的蒙脫土改性PC/ABS合金絲材的性能[J]. 尹遠,汪艷,陳亞武,馮麗. 塑料工業(yè). 2019(02)
[3]熔融沉積成形快速成形機加熱構建平臺的溫度場分析及優(yōu)化[J]. 呂寧,鄭健,趙欣,徐薇. 中國機械工程. 2019(01)
[4]FDM大型3D打印機的制作與工藝分析[J]. 劉曉軍,遲百宏,焦志偉,楊衛(wèi)民. 機械設計與制造. 2018(11)
[5]熔融沉積絲截面模型及輪廓偏置算法研究[J]. 周朕,劉凱,王揚威. 機械設計與制造. 2018(11)
[6]FDM工藝的散熱機構的改善[J]. 王占禮,張洋,任元,高山山. 機械設計與制造. 2018(10)
[7]FDM技術中加熱底板樣式對翹曲變形的影響研究[J]. 聶明爭,范勤,王雄,李知存. 工程設計學報. 2018(04)
[8]FDM 3D打印機噴頭溫度場分析與結構優(yōu)化[J]. 朱黎立,周敏,高強,段現(xiàn)銀. 組合機床與自動化加工技術. 2018(08)
[9]牙科,中國3D打印在這里落地[J]. 崔立勇. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(25)
[10]STL文件參數(shù)對熔融沉積成型過程的影響研究[J]. 許飛,黃筱調(diào),袁鴻,陳勇,吳偉偉. 現(xiàn)代制造工程. 2018(06)
博士論文
[1]熔融沉積制造精度及快速模具制造技術的研究[D]. 鄒國林.大連理工大學 2002
碩士論文
[1]填充路徑規(guī)劃與支撐算法在3D打印中的研究與設計[D]. 呂鵬輝.太原理工大學 2018
[2]三維成型系統(tǒng)的四軸聯(lián)動控制及雙溫度預測反饋研究[D]. 李晨.西安科技大學 2016
[3]3D打印的著作權問題研究[D]. 陶怡.上海交通大學 2015
[4]一種機器人化搖臂鉆床的結構設計與分析[D]. 廖培旺.東北大學 2014
[5]面向智慧城市的行動不便人群智能感知與傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)[D]. 吳磊.武漢理工大學 2014
[6]熔融沉積快速成型精度及工藝研究[D]. 張媛.大連理工大學 2009
[7]基于ICT的STL三維重構技術研究與實現(xiàn)[D]. 胡亮.西南交通大學 2009
本文編號:3419470
【文章來源】:合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
三維打印系統(tǒng)的主要構成
大量的曲線輪廓,CAD 軟件供應商提供的曲面細分算法也不夠完整,這樣就會使得 STL 文件產(chǎn)生多邊形近似模型,出現(xiàn)局部三角形面片缺損、退化、重疊等情況,從而影響了整體精度,因此在轉化的過程中難以可靠的生成面片模型。在常用的三維建模軟件中例如 SoildWorks、Catia、ProE 等在將模型轉化為 ST文件格式時,雖然難以通過修改算法的方法來消除誤差,但可以通過設置軟件中的參數(shù)來調(diào)整精度。在 Soildworks 中點擊“另存為”—“選擇 STL 格式”—“選項”即可進入?yún)?shù)修改界面,以圓柱體為例,按表 2.1 中的參數(shù)三角化效果如圖 2.2 所示。表 2.1 三角化參數(shù)表Tab 2.1 Triangulation parameter table誤差/mm 角度/o三角面片數(shù) 文件大小/B0.03647016 30 152 76840.00430034 15 528 264840.00216724 0.5 2880 144084
第二章 FDM 三維打印精度影響因素分析切片的基本原理是:將水平的二維平面切入片與該二維平面之間的關系,連接所有其之的層片輪廓,對三維模型的每層進行上述切文件[36]。理論上平面是沒有厚度的,但在實,必須設定好打印設備能夠實現(xiàn)的分層層厚行依次打印。由于相鄰層片之間成型順序存一致,這也就導致了成型零件表面精度的丟 2.3 所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]單片機控制步進電機研究[J]. 黃兆波,李姿. 南方農(nóng)機. 2019(04)
[2]用于FDM的蒙脫土改性PC/ABS合金絲材的性能[J]. 尹遠,汪艷,陳亞武,馮麗. 塑料工業(yè). 2019(02)
[3]熔融沉積成形快速成形機加熱構建平臺的溫度場分析及優(yōu)化[J]. 呂寧,鄭健,趙欣,徐薇. 中國機械工程. 2019(01)
[4]FDM大型3D打印機的制作與工藝分析[J]. 劉曉軍,遲百宏,焦志偉,楊衛(wèi)民. 機械設計與制造. 2018(11)
[5]熔融沉積絲截面模型及輪廓偏置算法研究[J]. 周朕,劉凱,王揚威. 機械設計與制造. 2018(11)
[6]FDM工藝的散熱機構的改善[J]. 王占禮,張洋,任元,高山山. 機械設計與制造. 2018(10)
[7]FDM技術中加熱底板樣式對翹曲變形的影響研究[J]. 聶明爭,范勤,王雄,李知存. 工程設計學報. 2018(04)
[8]FDM 3D打印機噴頭溫度場分析與結構優(yōu)化[J]. 朱黎立,周敏,高強,段現(xiàn)銀. 組合機床與自動化加工技術. 2018(08)
[9]牙科,中國3D打印在這里落地[J]. 崔立勇. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(25)
[10]STL文件參數(shù)對熔融沉積成型過程的影響研究[J]. 許飛,黃筱調(diào),袁鴻,陳勇,吳偉偉. 現(xiàn)代制造工程. 2018(06)
博士論文
[1]熔融沉積制造精度及快速模具制造技術的研究[D]. 鄒國林.大連理工大學 2002
碩士論文
[1]填充路徑規(guī)劃與支撐算法在3D打印中的研究與設計[D]. 呂鵬輝.太原理工大學 2018
[2]三維成型系統(tǒng)的四軸聯(lián)動控制及雙溫度預測反饋研究[D]. 李晨.西安科技大學 2016
[3]3D打印的著作權問題研究[D]. 陶怡.上海交通大學 2015
[4]一種機器人化搖臂鉆床的結構設計與分析[D]. 廖培旺.東北大學 2014
[5]面向智慧城市的行動不便人群智能感知與傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)[D]. 吳磊.武漢理工大學 2014
[6]熔融沉積快速成型精度及工藝研究[D]. 張媛.大連理工大學 2009
[7]基于ICT的STL三維重構技術研究與實現(xiàn)[D]. 胡亮.西南交通大學 2009
本文編號:3419470
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