桌面级FDM工艺参数研究

发布时间：2017-10-29 21:01

  本文关键词：桌面级FDM工艺参数研究

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【摘要】：桌面级FDM成形技术是快速成形技术中最有发展前景的一个分支之一,实现了从成形件的三维CAD模型到生产的一体化,综合利用CAD技术、数控加工和材料技术等,是一跨越多学科交叉技术。桌面级FDM成形技术是快速成形技术中唯一不适用激光技术的,具有使用简单、成形简洁、成形成本低等优点。在使用桌面级FDM成形机时,对于给定的成形设备,不同工艺参数的选取,对成形件的表面质量、成形精度和机械性能有很大的影响,因此对桌面级FDM成形机的工艺参数研究具有比较重要的意义。文中介绍了快速成形技术在各个领域的应用,并分析熔融沉积成形技术的成形特点和成形原理。分析了从零件的三维CAD模型的建立、数据的处理、设备的影响、工艺参数和后处理工艺等对成形件精度的影响。通过试验研究了工艺参数对成形件表面粗糙度、成形精度和翘曲的影响。熔融沉积成形件的表面质量主要是由台阶效应引起的,针对台阶效应选取了工艺参数中的分层厚度和成形方向设计试验对其研究,并设计试验研究了成形方向对成形件精度的影响。翘曲变形时熔融沉积成形技术的一个难题,文中对由分层厚度造成的翘曲变形做了研究。文中确定以成形件的尺寸精度作为标准,对桌面级FDM成形机的工艺参数做了优化。通过确定对成形件精度影响的工艺参数,设计正交试验,对试验结果进行分析,得出较好的工艺参数组合,以及工艺参数对成形件在X、Y、Z三个方向上精度的影响大小。这对使用给定的设备制作高精度的成形件提供了参考。
【关键词】：熔融沉积成形 工艺参数 快速成形 成形精度 参数优化
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH16
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 快速成形技术的发展现状及主要问题12-15
• 1.2.1 快速成形发展状况12-14
• 1.2.2 快速成形技术发展趋势14-15
• 1.3 本文主要研究内容及意义15-17
• 第二章 快速成形技术及应用17-23
• 2.1 桌面级FDM成形机的工作原理17
• 2.2 成形的工艺过程17-19
• 2.3 成形特点19
• 2.4 快速成形技术的应用19-22
• 2.4.1 在铸造行业的应用20-21
• 2.4.2 在新产品开发中的应用21-22
• 2.4.3 在医学方面的应用22
• 2.4.4 在艺术领域的应用22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 熔融沉积成形精度影响因素23-35
• 3.1 原理性误差24-27
• 3.1.1 三维模型转换成STL格式24-26
• 3.1.2 STL格式离散过程中误差26-27
• 3.2 成形材料所造成误差27-29
• 3.3 成形误差29-33
• 3.3.1 成形系统误差29-30
• 3.3.2 喷头导致误差30
• 3.3.3 温度造成的误差30
• 3.3.4 成形时间造成的影响30-31
• 3.3.5 工艺参数造成的误差31-33
• 3.4 后处理误差33-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 工艺参数对成形件性能的影响35-50
• 4.1 分层厚度及成形方向对成形件表面质量的影响35-41
• 4.1.1 阶梯误差的理论模型36
• 4.1.2 试验设计及制作36-41
• 4.2 成形方向对成形件精度的影响41-45
• 4.3 工艺参数对成形件翘曲的影响45-49
• 4.3.1 翘曲的理论模型45-47
• 4.3.2 翘曲的试验研究47-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第五章 桌面级FDM工艺参数的优化50-62
• 5.1 正交试验特点50-51
• 5.2 工艺参数的选择及试验设计51-54
• 5.2.1 工艺参数的选取51
• 5.2.2 试样的设计51-52
• 5.2.3 试验的设计52-54
• 5.3 试验结果分析54-60
• 5.4 本章小结60-62
• 第六章 结论与展望62-64
• 6.1 结论62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果67-68
• 致谢68-69

【参考文献】

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本文编号：1114617