FDM技术中路径规划分析及工艺参数研究

发布时间：2024-10-21 20:04

　　FDM(Fused Deposition Modeling)作为3D打印家族的成员之一,得益于自身的耗材种类多、成型过程环保、设备结构简单、运行稳定等优势,其在生产加工等诸多领域得到了广泛运用。但随着FDM技术的运用范围愈加广泛,该技术存在的加工尺寸有限、成型质量低、成型件力学性能差等问题也逐渐暴露。故笔者以成型件的尺寸误差和力学性能研究对象,并通过实验研究分别确定了最佳的工艺参数组合和路径规划方式。分析了 FDM技术中的路径规划和工艺参数设定对成型件各项性能的影响,结合FDM技术的成型原理和成型件尺寸误差原理,选取了 5种代表性的路径规划方式及4个主要的工艺参数进行了研究,具体分析路径规划和工艺参数对成型件各项性能的影响,为后续成型件尺寸误差的实验研究和成型件力学性能的实验研究提供了参考。针对FDM技术成型件尺寸误差的实验研究,笔者选取了工艺参数中分层厚度(A)、首层厚度(B)、喷头温度(C)和打印速度(D)为首要实验因素,并以成型件在X、Y、Z方向上的尺寸误差作为实验指标,设计并进行正交实验。采用信噪比分析法及方差分析方法对成型后试样的尺寸误差展开分析,得出试样在X、Y、Z方向上尺寸...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 3D技术概括
        1.2.1 3D打印技术
        1.2.2 FDM技术简介
    1.3 FDM技术国内外发展现状及研究趋势
        1.3.1 FDM技术国外发展现状
        1.3.2 FDM技术国内发展现状
        1.3.3 FDM技术研究趋势
    1.4 路径规划研究现状
        1.4.1 针对成型件成型质量的路径规划
        1.4.2 针对成型件力学性能的路径规划
        1.4.3 针对成型件成型效率的路径规划
    1.5 本文的主要研究内容
第二章 FDM技术中路径规划及工艺参数分析
    2.1 现有路径规划方式及特点
        2.1.1 直线式路径规划方式
        2.1.2 同心式路径规划方式
        2.1.3 蜂窝式路径规划方式
        2.1.4 希尔伯特曲线式路径规划方式
        2.1.5 阿基米德曲线式路径规划方式
        2.1.6 其他的路径规划规划方式
    2.2 工艺参数分析
        2.2.1 分层厚度
        2.2.2 首层厚度
        2.2.3 喷头温度
        2.2.4 挤出速度与打印速度
        2.2.5 延迟时间
        2.2.6 其他工艺参数
    2.3 本章小结
第三章 成型件尺寸误差实验研究
    3.1 尺寸误差原理分析
        3.1.1 挤出修正量
        3.1.2 材料收缩
        3.1.3 翘曲变形
    3.2 实验设备及耗材
    3.3 实验统计与分析方法
        3.3.1 极差分析法
        3.3.2 方差分析法
    3.4 实验设计
        3.4.1 正交实验设计
        3.4.2 试样设计
    3.5 基于信噪比分析法的单目标参数分析
    3.6 基于灰关联分析法的多目标参数分析
        3.6.1 灰关联分析
        3.6.2 多目标参数分析
        3.6.3 实验验证
    3.7 本章小结
第四章 成型件力学性能实验研究
    4.1 实验设备及技术参数简介
    4.2 实验试样设计及打印参数选定
    4.3 实验过程
        4.3.1 拉伸实验
        4.3.2 弯曲实验
    4.4 实验结果分析
        4.4.1 路径规划对试样拉伸性能影响
        4.4.2 路径规划对试样弯曲性能影响
    4.5 试样理论模型研究
        4.5.1 理论模型建立
        4.5.2 模型内部材料覆盖面积分析
        4.5.3 理论模型分析结果与力学实验结果对比
    4.6 本章小结
第五章 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
作者简介
作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果
致谢



本文编号：4008095