FDM成型质量及支撑策略的研究

发布时间：2017-04-17 16:35

  本文关键词：FDM成型质量及支撑策略的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：3D打印制造技术在快速成型(Rapid Prototyping, RP)领域的发展相当迅速,熔融沉积制造(Fused Deposition Modeling, FDM)类型的3D打印机以其低设备成本、低使用成本和高精度的优势而在国内快速推广,然而FDM成型技术的成型质量成为制约其发展的主要因素。本文针对FDM成型技术中涉及影响打印成型精度的因素进行了研究,为改善FDM成型质量做出了相应的理论研究,设计了一种新的支撑策略,在工程应用上有一定的实用意义。成型质量是衡量3D打印机优劣的重要标准,因此对FDM成型机的成型质量的研究具有重要意义。本文主要研究内容如下：(1)针对影响3D打印机成型质量的各个因素进行了分析,归纳了在成型过程中各个因素对成型质量的影响,并给出相应的对策；(2)分析了成型过程中涉及的几个重要工艺参数,然后设计实验进行验证分析,给出了如何调整工艺参数用以改善成型质量的参考建议；(3)列举了各种支撑生成的策略,通过实验来验证各类型支撑结构对成型件表面的影响；(4)设计了一种提高支撑面表面质量的算法,最后通过实验验证了新的支撑算法的优越性。本文对影响FDM成型系统成型质量的因素进行研究,提出了根据实际情况改变成型工艺的方法和新的支撑生成算法,实验表明此种支撑算法对提高成型质量有较好的效果,提高了加工速度,节省了材料。
【关键词】：FDM 快速成型 成型质量 支撑类型
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH16
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景与意义10-12
• 1.1.1 快速成型技术概述10-11
• 1.1.2 三维快速成型技术简介11-12
• 1.2 三维快速成型技术的应用12-16
• 1.2.1 原型件设计13-14
• 1.2.2 模具设计及制造14
• 1.2.3 生物制造14-15
• 1.2.4 制药工程15
• 1.2.5 时装设计15-16
• 1.3 国内外现状16-18
• 1.3.1 国内现状16-17
• 1.3.2 国外现状17-18
• 1.4 研究背景18
• 1.5 本课题主要研究内容18-20
• 第2章 FDM成型质量影响因素20-30
• 2.1 前期数据处理误差20-23
• 2.1.1 STL文件转换误差20-22
• 2.1.2 分层处理误差22-23
• 2.2 熔融堆积成型误差23-28
• 2.2.1 机器误差因素23-24
• 2.2.2 材料变形产生的误差24-26
• 2.2.3 加工参数设置误差26-28
• 2.3 后处理误差28-29
• 2.3.1 去除支撑产生误差28
• 2.3.2 表面处理产生误差28-29
• 2.4 小结29-30
• 第3章 成型件表面质量的研究与实验30-40
• 3.1 成型模型表面褶皱变形模型建立30-32
• 3.2 实验验证造成成型件变形的原因32-39
• 3.2.1 实验设计32-33
• 3.2.2 倾角对成型质量影响33-34
• 3.2.3 温度对成型质量影响34-36
• 3.2.4 层厚对成型质量影响36-37
• 3.2.5 成型速度对成型质量影响37-39
• 3.3 实验结论39
• 3.4 小结39-40
• 第4章 FDM支撑结构对成型质量的影响与实验40-60
• 4.1 引言40
• 4.2 支撑的作用40
• 4.3 待支撑区域的识别40-43
• 4.3.1 待支撑面的识别41
• 4.3.2 悬吊边的识别41-42
• 4.3.3 悬吊点的识别42-43
• 4.4 支撑类型43-45
• 4.5 支撑结构的生成方法45-51
• 4.5.1 手动添加支撑45-46
• 4.5.2 自动生成结构46-51
• 4.6 支撑对比实验51-59
• 4.7 小结59-60
• 第5章 支撑策略优化与实验60-80
• 5.1 数据处理流程60-61
• 5.2 相关切片算法61-70
• 5.2.1 读取STL61-63
• 5.2.2 分割模型63-64
• 5.2.3 交点线段生成过程64-66
• 5.2.4 三角面片整合66-68
• 5.2.5 扫描路径生成68-69
• 5.2.6 扫描填充69-70
• 5.3 支撑生成要求70
• 5.4 支撑策略设计70-73
• 5.5 测试模型73-74
• 5.6 实验验证74-79
• 5.7 小结79-80
• 第6章 结论与展望80-82
• 6.1 结论80
• 6.2 创新点80-81
• 6.3 展望81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-88
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果88

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