熔融沉积快速成型技术中成型材料温度对工件的影响

成型产品的质量精度一直是制约熔融沉积快速成型技术发展的核心问题。本文主要从成型材料温度方面对成型试件进行深入研究,通过不同材料温度探究对试件成型后的实际翘曲变形。运用具体实验和有限元分析模拟两种分析方法,描述出不同成型材料温度对熔融沉积快速成型试件的翘曲变形影响。实验和软件模拟结果表明:成型材料温度在合理范围内变化会对试件造成一定的翘曲影响,而扫描速度、扫描方式等其他因素也会交叉影响成型试件的成型精度。     

薄壁零件熔融沉积快速成型工艺的研究

对于薄壁零件，其快速原型的成型工艺与一般零件的成型工艺有着很大的不同，通过实验，对这类零件的熔融沉积快速成型工艺进行了研究，得出参数选择的一般原则，提高制件的加工精度和表面质量。     

基于温度场的熔融沉积成型过程质量监控

对熔融沉积成型打印过程中常见的喷头堵塞的故障类型进行研究,共设计了三种形状的产品,每组都通过改变喷嘴温度进行正常打印和非正常打印两组实验。在分析非正常打印的五种状态的基础上,采用基于定性趋势分析方法的过程质量监控技术,利用红外热像仪获取产品每一层的温度图形并提取特征值的变化值和变化率,然后分析不同温度特征值与打印状态转变的关系。实验结果表明:通过定性趋势分析方法能够准确提取不同打印状态之间的分段点,且提取的变化值和变化率的趋势相同;在实际打印过程中可以通过特征值的监测来判断产品质量,提高产品表面精度。     

熔融沉积成型中对自适应分层方法的改进及实验研究

目前,熔融沉积成型技术中提出了各种自适应分层算法来改善成型效率和成型精度无法兼顾的缺点。其中,基于STL模型三角面片法向量的自适应分层算法存在以下问题:如果三角面片法向量与分层方向间的夹角过大或过小,这一算法无法实现层厚随着法向量与分层方向之间夹角的变化而自适应变化。为此,本文应用归一化的方法对其进行改进,将模型等厚分层后再根据归一化的原理确定每一层的自适应层厚值;其次基于MATLAB对这一自适应分层算法及其改进算法进行仿真;最后在熔融沉积实验平台上对其进行实验验证。实验结果表明,相对于原始算法,改进算法的自适应分层效果显著提高,且零件成型效率上升了22%,成型精度上升了29%,切实有效。     

熔融沉积快速成型工艺过程分析及应用

介绍熔融沉积快速成型技术的基本原理,分析成型工艺过程的技术特点。从机械系统和控制系统等主要组成部分论述了熔融沉积成型设备的整体构造。以一个深沟球轴承为研究案例,详细地论述了成型件的具体加工过程并在MEM320A快速成型机上加工出ABS材料的实物。最后,探讨了熔融沉积快速成型技术在产品设计、功能展示、样品制造和生物医学等领域的应用情况,同时展望了该技术在未来的发展前景。     

熔融沉积成型树状支撑生成算法设计

熔融沉积成型一般以热塑性材料为打印原料,由熔融状态下的熔丝堆积冷却成特定形状.然而熔丝的有效堆积是以下方存在实体模型为基础的,因此需要对熔丝堆积过程中悬空的部分添加支撑结构.首先分析了基于面片倾角的待支撑区域选择方法;然后在切片轮廓的基础上,利用切片分组的思想将三维布尔运算简化处理,降低算法复杂程度,设计了一种新的树状...     

熔融沉积成型中的原型翘曲变形分析

熔融沉积成型(FDM)是一种典型的快速成形(RP)技术。该文以熔融沉积成型过程中制件的翘曲变形为研究对象,分析了层间应力和翘曲变形产生的根源及其作用机理,建立了原型的翘曲变形模型。通过对模型的分析,定量地分析了沉积层数、环境温度、材料的线收缩率等工艺参数对原型翘曲变形的影响,并提出了减小原型翘曲变形的相应措施。     

熔融沉积成型聚合物熔体挤出速度控制

在熔融沉积成型中对熔体流经液化管和喷嘴的沿程压力降进行理论计算，得出了熔体挤出沿程的压力降与挤出流率、成型温度的关系。通过实验测出驱动电机的负载特性曲线，在此基础上确定了稳定挤出与不稳定挤出的速度区间。研究结果对于确定成型过程的挤出参数、保证成型精度具有重要参考价值。     

基于熔融沉积成型技术的支撑算法设计

针对现有的熔融沉积成型支撑结构生成算法中耗材量大和结构不合理的缺陷,提出了一种支撑结构的生成算法。试验结果表明,该算法基于熔丝能够悬空的最大长度为判断标准来选择模型上的待支撑区域,能够减少打印耗材和打印时间。     

熔融沉积快速成型工艺的原理及过程

快速成型技术中的熔融沉积造型(FDM)工艺由于设备费用较低、材料利用率较高而在实际生产中得到广泛的应用。介绍了FDM的工艺原理和工艺过程，并指出该工艺的特点及应用范围。     

非球面玻璃透镜模压成形有限元分析

针对玻璃与模具的材料属性、随时间变化的黏弹性和结构松弛原理,基于非线性有限元软件MSC.Marc建立了非球面玻璃透镜的超精密模压成形的有限元数值仿真分析模型,对比分析了不同工艺参数（模压温度、模压速度、摩擦因数等）对成形透镜残余应力与轮廓偏移量的影响。研究结果表明：随着模压温度的升高、模压速度和摩擦因数的减小,残余应力相应减小;随着模压温度和退火速度的增大,以及模压速度的减小,轮廓偏移量相应变小。     

PSO算法在FDM工艺成型方向和分层厚度优化中的应用

熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling,简称FDM),是利用热塑性材料的热熔性、粘接性特点,在计算机控制下根据实体模型进行层层堆积后成型。利用TRIZ理论来解决成型件成型精度和成型效率的问题,并在预先选择最优成型方向和分层厚度解决方案的基础上,建立总目标优化模型。然后采用粒子群优化算法对目标优化模型进行求解,得出最优的一组解,从而提高成型精度和成型效率,这将在应用中有着重要的实际意义。     

FDM工艺出丝模型及补偿方法的研究

在研究FDM工艺喷头挤出丝截面形状的基础上，建立了理想轮廓线的补偿模型，并通过实例对该模型进行了验证。提出了根据挤出丝实际宽度（而非喷嘴孔直径）和零件尺寸实际收缩量补偿零件内外轮廓的新方法，即不仅要考虑材料收缩对零件“宏观”尺寸的影响，而且还需考虑材料收缩对“微观”尺寸－挤出丝截面宽度的影响。验证试验结果表明，应用所提出的补偿方法能对FDM工艺原型尺寸进行正确补偿。     

扫描方式对熔融挤压快速成型影响的数值模拟

利用ANSYS有限元软件中的“单元生死”技术，对熔融挤压快速成型的成型过程进行模拟。分析了扫描方式以及长宽比对温度与应力分布的影响，数值模拟的结果与实验现象相符，为合理的选择工艺参数提供了理论依据。     

熔融沉积成型过程喷头的传热模拟及实验研究

针对典型的熔融沉积快速成型喷头结构,建立了喷头的热分析有限元模型,分析了喷头的热传递路径和过程,应用有限元软件ANSYS对喷头的温度场和应力场进行数值模拟仿真。结合仿真分析和实验研究,分析了喷头堵塞的原因并提出了解决方法,为喷头的温度控制和结构优化设计提供了参考。     

螺旋挤压熔融沉积的流体动力学分析

推导出螺旋挤压机构螺槽中熔料的纳维尔-斯托克斯方程（N-S方程）。再结合该螺旋挤压机构实际使用情况做了五个假设，从而大大简化N-S方程。由此可以推导出计量段螺槽中熔料的速度分布和压力分布流量计算公式。通过以上理论分析来研究粘流态下塑料的运动规律的螺杆参数对熔料流动过程的影响，能够更好地控制快速制件的内部结构特性，据此，来设计一种螺旋挤压机构，用于熔融沉积快速成形机。     

复材机翼蒙皮多点柔性成型质量分析

为提升复材机翼蒙皮柔性成型质量,本工作探寻了不同厚度、不同种类压痕抑制垫与复材机翼蒙皮成型质量间的作用规律。结果表明：当硅胶厚度为2.0 mm时,复材机翼蒙皮表面的压痕完全消失,其平均型面误差不高于1.36 mm,较无压痕抑制垫柔性成型蒙皮件型面误差降低26.88%;当丁腈橡胶厚度为1.5 mm时,复材机翼蒙皮表面的压痕完全消失,其平均型面误差不高于0.87 mm,较无压痕抑制垫柔性成型蒙皮件的平均型面误差降低53.23%。本研究揭示了材质较软的压痕抑制垫能够有效抑制压痕和减少型面误差,提高复材构件型面成型质量;压痕抑制垫厚度过大,会导致纤维复材机翼蒙皮型面偏差增加。本工作为航空复材机翼蒙皮柔性成型积累了基础数据。     

FDM工艺成形过程中影响成形件精度的因素分析

介绍快速成形技术中的熔融沉积成形的基本原理,分析了在成形过程中,各种因素对精度的影响,并在此基础上,提出了提高成形件精度和表面质量的措施,对熔融沉积工艺有应用价值。