基于TPU材料的热熔沉积成型工艺研究

发布时间：2020-06-19 02:58

【摘要】：快速成型技术是一种将模型在计算机辅助软件的帮助下转化为每层的喷头运动数据,从而转换为物理原型的一种技术,大多数快速成型技术都是基于CAD模型,切割成许多二维图形并逐层堆积构建成原来的三维模型。而运用最广泛的便是热熔堆积快速成型技术。迄今为止,相关研究已表明,热熔堆积快速成型技术(FDM)以其易用性和机器本身的简单性赢得了公众的关注,而热熔堆积快速成型技术的材料有所限制,此前大部分学者研究了一系列工程塑料,例如PLA,ABD,PC等或者改性工程塑料的性能研究,而对于柔性材料例如复合型TPU没有一个比较详细的研究,本论文为了更加精确的了解TPU在热熔堆积技术的应用,所以进行了一系列工艺参数对对TPU在快速成型后的试验分析和研究。论文主要研究内容如下:(1)整理了 3D打印技术的相关背景,明确了研究此课题的意义,通过对比国内外研究人员在热熔堆积成型的成型特点,成型材料,误差影响因素方面的研究成果的分析和讨论,最后确立了本文具体研究内容及行文结构与研究脉络。(2)设计并搭建了热熔堆积实验系统,首先从快速成型原理介绍了热熔堆积成型技术的工艺流程,然后机械结构的改进方面来介绍对本项研究的重要性,最后,再从电气设计方便来说明了实验系统的电气设计部分的合理性。(3)利用软件建立了理论模型并计算了 TPU材料的力学性能,分为以下几个方面:对TPU材料丝进行建模,对TPU材料成型的热力学进行建模,对挤出机的挤出动力学进行建模,最后和实验结果进行对比分析。(4)接下来是各项切片参数对打印件综合性能的影响部分。对试验样件的打印速度的不同进行分析,从不同温度对样件的综合性能的影响进行分析,最后对模型的成型方向与成型角度对样件的综合性能的影响,算出弹性模量等参数,与力学模型相印证,为模型仿真的建立进行一个优化解。(5)指出了当TPU材料应用在快速成型技术中时的各项影响因素,并提出了 TPU在热熔堆积技术中的应用前景。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.7;TH16
【图文】：

几何形状,应用领域

的背景和意义逡逑成型技术发展现状及重要性和必要性逡逑的机械加工是根据图纸通过大型机械设备对工件的外形进行加工的过程，工、铣削加工、钻削加工、刨削加工等。但是这一类加工是有很多缺陷的几何形状有特定的要求，设计制造周期长，价格等等，其中价格和设。这些缺点在设计过程中往往会给零件的打样带来许多不足。由Ｓｔｒａｔａｓｙｓ年代早期发明的热熔堆积造型技术（即ＦＤＭ）己经成为直接从复杂的计转化为三维原型的最常用的手段之一。目前，这项技术已被广泛的应用，建筑和文化创意，工业设计等领域，此外，ＲｅｐＲａｐ，Ｍａｋｅｒ－ｂｏｔ，邋Ｕｌｔｉ面３Ｄ打印机的普及，使得这项技术在家庭和办公室都能得到广泛的应Ｄ打印机销量和应用的范围进行调研，自从２０１７年开始，中国的快速成期成长到了成长期的初步阶段，从最开始的技术研发和科研研宄延伸到医疗保健，工业设计等各大区域和领域，如图１．１所示，快速成型技术。逡逑

热熔,占有率,难题,柔性

国内外３Ｄ打印机销量和应用的范围进行调研，自从２０１７年开始，中国的快速成型行业已逡逑经从引入期成长到了成长期的初步阶段，从最开始的技术研发和科研研宄延伸到食品，航逡逑天航空，医疗保健，工业设计等各大区域和领域，如图１．１所示，快速成型技术的规模在逡逑不断变大。逡逑航天航空逡逑汽车逡逑灥罾逡逑春ｔ媭逡逑核能＾邋§邋％逦船舶舰艇逡逑图】．】３Ｄ打印应用领域逡逑１逡逑

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