近年來,3D打印憑借其自身獨特的優(yōu)勢越來越受到人中的重視,其中熔融沉積（FDM）技術(shù)以其環(huán)保性好、成本低、操作簡單等特點在各類3D打印技術(shù)中應(yīng)用最廣,并迅速風(fēng)靡各個制造領(lǐng)域。但由于FDM技術(shù)采用逐層堆疊的原理進(jìn)行制造,使得制件存在明顯的階梯效應(yīng),階梯效應(yīng)不僅使得工件的精度和表面質(zhì)量下降,還造成顧客滿意度下降,嚴(yán)重影響熔融沉積技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。對于FDM制件階梯效應(yīng)問題,主要是具有階梯效應(yīng)的熔融沉積制件精度無法滿足公差的要求的問題;或制件精度能夠滿足公差要求,但由于生產(chǎn)成本或質(zhì)量管理成本等一系列成本過高,客戶不愿購買的問題。即階梯效應(yīng)對FDM制件的成本和公差之間矛盾的問題。本研究將FDM階梯效應(yīng)的成本和公差作為研究對象,首先引入田口玄一的質(zhì)量管理理念,用質(zhì)量損失函數(shù)作為處理階梯效應(yīng)成本和公差之間矛盾問題的理論依據(jù)。然后從FDM技術(shù)原理和制造過程出發(fā),分析階梯效應(yīng)產(chǎn)生的原因,并結(jié)合工藝參數(shù)對階梯效應(yīng)進(jìn)行分析建模,建立關(guān)于零度和非零度階梯效應(yīng)的工藝參數(shù)模型。接下來將FDM制件的階梯效應(yīng)作為特性值并用粗糙度進(jìn)行衡量,分別對零度和非零度階梯效應(yīng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)計,得出影響非零度階梯效應(yīng)的主要工藝參數(shù)為... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熔融沉積3D打印模型

中北大學(xué)學(xué)位論文4矛盾問題進(jìn)行分析，以及最佳的工藝參數(shù)組合下FDM制件階梯效應(yīng)的公差范圍。1.2.2公差與成本問題研究現(xiàn)狀在公差與成本研究中，國內(nèi)外主要集中于對公差與制造成本之間的關(guān)系的研究，并且產(chǎn)生出眾多的研究成果。其中公差與成本的定量關(guān)系是國內(nèi)外研究的重點。Chase[19]等人在制造過程中對公差與成本之間的關(guān)系進(jìn)行了分析和描述，如圖1-2[19]所示，當(dāng)公差縮小時，對應(yīng)的制造成本增加；當(dāng)把公差進(jìn)行放大，其對應(yīng)的制造成本降低。圖1-2公差-成本關(guān)系圖Fig1-2Tolerance-costcurve為了獲得公差與成本之間的具體函數(shù)關(guān)系，通常采用設(shè)計實驗的方法獲得初步數(shù)據(jù)，得到離散點并利用歸一化方法進(jìn)行處理，最終形成近似曲線[20]。經(jīng)過研究人員的長期實踐與總結(jié)，比較有代表性的公差-成本之間的函數(shù)模型有：Chase的倒數(shù)模型[19]，Spott的倒數(shù)平方模型[21]、Sutherland和Roth提出的冪指數(shù)模型[22]，Speckhart的指數(shù)模型[23]，Michael和Siddall的指數(shù)與倒指數(shù)模型[24,25]，Dong和Hu提出的三次多項式模型[26]等。各公差-成本的函數(shù)模型與其對應(yīng)的表達(dá)式如表1-1所示。國內(nèi)外眾多學(xué)者根據(jù)公差成本函數(shù)關(guān)系模型以最低制造成本為目標(biāo)，將產(chǎn)品總公差進(jìn)行公差設(shè)計和公差分配至產(chǎn)品各個零部件，來處理成本與公差間的問題。Rajiskera[27]等將指數(shù)模型作為處理公差成本函數(shù)關(guān)系模型，以裝配成本和加工成本總和最小為目標(biāo)函數(shù)，采用極限法和零件加工經(jīng)濟(jì)性作為公差范圍的約束條件，對零件的公差進(jìn)行分配和優(yōu)化。Hallmann[28]等根據(jù)公差成本模型以制造過程中的廢品率為研究對象，進(jìn)行公差成本優(yōu)化，在滿足質(zhì)量要求的同時實現(xiàn)最低的總成本，并找到滿足各零件公差設(shè)計要求的最佳公差。Alfredo[29]以制造過程設(shè)備的不確定性為研究對象來建立公差成本關(guān)系模型?

中北大學(xué)學(xué)位論文112.2田口質(zhì)量損失函數(shù)2.2.1望目質(zhì)量損失函數(shù)設(shè)某一產(chǎn)品或產(chǎn)品零部件的質(zhì)量特性為y，目標(biāo)值為m。當(dāng)my，即my0，由于質(zhì)量特性值與目標(biāo)值發(fā)生偏離，則會產(chǎn)生質(zhì)量損失成本yL)(。當(dāng)my=時，質(zhì)量特性值與目標(biāo)值相等，質(zhì)量損失成本最校根據(jù)這一特點將質(zhì)量損失成本yL)(在目標(biāo)值m的上下范圍內(nèi)用泰勒公式展開[45]：...)()!1()(...)(!2)()(!1)()()()1(12+++++=nnmynmLmymLmymLymLL（2-1）當(dāng)my=時，yL0)(=且為最小值，則mL0)(=；同時忽略二階以上項有：2)(!2)()(mymLyL=（2-2）其中!2mL)(為常數(shù)，令!2mL)(k=，得：2=mykyL)()(（2-3）其中：k為質(zhì)量損失系數(shù)。其函數(shù)圖像如圖2-1[47]。圖2-1望目特性的質(zhì)量損失函數(shù)曲線圖Fig2-1Nominal-the-bestqualitylossfunctioncurve.圖2-1顯示，望目特性質(zhì)量損失函數(shù)為拋物線，當(dāng)目標(biāo)值m確定，質(zhì)量特性值y能夠測量，只需確定yL)(上的一個點，便可確定質(zhì)量損失系數(shù)k。當(dāng)0my，即質(zhì)量特性與目標(biāo)值的偏離不超過公差范圍0Δ，則產(chǎn)品或零部件可正常發(fā)揮功能；而當(dāng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]FDM支撐原理及支撐工藝研究[D]. 李鋒.西南交通大學(xué) 2017
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[5]考慮質(zhì)量損失的復(fù)雜多響應(yīng)問題優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 吳事浪.江西理工大學(xué) 2015
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本文編號：3341140