超声辅助熔融沉积增材制造实验研究
发布时间：2021-10-19 10:15
熔融沉积增材制造技术,也称作熔融沉积成形技术,是应用最广泛的增材制造技术之一,在汽车工业、教育教学、建筑和医疗卫生等领域具有广阔的应用前景。由于受到逐丝累积成形工艺原理的限制,打印零件内部丝材之间结合界面处粘接力较弱,导致成形零件的机械性能较差,限制了熔融沉积增材制造技术的应用领域。因此,本文提出超声辅助熔融沉积增材制造技术,将超声振动技术与熔融沉积增材制造技术结合,改善成形零件内部相邻丝材结合界面处的粘接强度,进而提高打印零件的机械性能,拓宽熔融沉积增材制造技术的应用领域。主要研究内容如下:基于超声后处理强化技术,研究超声强化熔接时间和超声强化压力对已成形样件的弯曲性能和动态热机械性能的影响规律。研究表明,超声后处理强化之后,样件的弯曲性能和储能模量均得到显著提高,内部丝材之间的粘接面积和强度也得到明显改善。研制超声振动辅助熔融沉积增材制造装置,实现在成形过程中强化样件的力学性能。基于该装置,研究成形过程中超声振幅、打印层厚和打印速度等工艺参数对样件力学性能的影响规律,通过显微表征与热稳定性分析,探究工艺参数对样件力学性能的作用机理。研究表明,随着超声振幅的增大,样件的拉伸强度和弯曲...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FDM工作原理图
第 1 章 绪论互协同移动，同时丝状热塑性材料由送丝机构送至加热喷头，并在喷头内被加至熔融状态，然后通过喷嘴挤出，选择性的沉积在成形基板上，当一层模型轮层和支撑结构轮廓沉积完成，成形基板下降一个打印层厚度（一般为 0.10.3mm）或打印喷头上升一个打印层厚度，进行下一层的打印，如此循环，逐叠加直到实体零件制造完成[17-19]。
形最大尺寸 1100 mmX1100 mmX1800mm，可用于成形尺寸大且专业化的零。.2.3 国内外工艺研究现状在 FDM 技术熔融挤出系统方面，现有的 FDM 设备多采用辊轮式熔融挤统和辊轮-螺杆式熔融挤出系统，如图 1.3 和图 1.4 所示。例如应用范围最广esign 系列、Idea 系列、FORTUS 和 UP!系列的 FDM 打印机均采用辊轮式熔出系统。辊轮-螺杆式熔融挤出系统应用相对较少，目前主要是上海富奇凡 HTS 系列的 FDM 打印机采用这种系统。华中科技大学王运赣教授在新加inergy 集团工作期间主持研发了 SW 型 6 轴 FDM 打印机，该设备在计算机的下六根主轴相互配合移动，可以在不加支撑结构的情况下制作出倾斜悬臂结7]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]打印铺层结构及工艺参数对FDM构件力学性能的影响[J]. 张乾,袁信翊,金鑫,陈锋,朱晓磊,陆晓峰. 塑料工业. 2017(07)
[2]羟基磷灰石的表面改性及其对聚乳酸基多孔支架性能的影响[J]. 程思敏,陈丽杰,洪阳阳,宋国林,刘海峰,唐国翌. 复合材料学报. 2018(05)
[3]高频超声换能器技术研究进展与展望[J]. 吴大伟. 振动.测试与诊断. 2017(01)
[4]熔融沉积成型用高分子材料的研究进展[J]. 魏欣,刘洋子健,张成彬,张均,姜志国. 化学推进剂与高分子材料. 2016(06)
[5]熔融沉积成型工艺参数优化研究[J]. 陈勇,黄筱调,袁鸿,王康,吴伟伟. 现代制造工程. 2016(11)
[6]3D打印技术研究现状和关键技术[J]. 张学军,唐思熠,肇恒跃,郭绍庆,李能,孙兵兵,陈冰清. 材料工程. 2016(02)
[7]PEEK熔融沉积成形温度对零件拉伸性能的影响[J]. 赵峰,李涤尘,靳忠民,曹毅,石长全. 电加工与模具. 2015(05)
[8]桌面级熔融沉积成型技术及应用[J]. 龙得洋,李名尧,王广卉,曹晓莲,刘淑梅. 轻工机械. 2015(03)
[9]基于FDM的3D打印技术研究现状与发展趋势[J]. 唐通鸣,张政,邓佳文,钱素艳,李志扬,黄明宇. 化工新型材料. 2015(06)
[10]基于超声振动的激光金属堆积机理研究分析[J]. 陈学永,史恩秀,Todd Sparks,阮建中. 中国机械工程. 2015(02)
博士论文
[1]聚醚醚酮超声热—形变规律及焊接工艺研究[D]. 王晓林.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]聚乳酸负泊松比血管支架3D打印及其性能研究[D]. 武子超.吉林大学 2018
[2]纤维增强复合材料增材制造技术研究[D]. 夏正付.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于FDM工艺的3D打印机机械系统设计制造研究[D]. 赵冲.华北电力大学 2017
[4]超声冲击电弧增材制造钛合金零件的组织性能研究[D]. 何智.华中科技大学 2016
[5]面向熔融沉积的竹塑材料及工艺的关键技术研究[D]. 蔡羡.浙江农林大学 2015
[6]基于PLA丝材的FDM试件机械性能分析及优化[D]. 汪绍兴.大连理工大学 2015
[7]熔融沉积成型零件精度及机械性能研究[D]. 李生鹏.中国矿业大学 2015
[8]散热条件对FDM丝材粘结质量的影响研究[D]. 杨柏森.大连理工大学 2014
[9]熔融沉积快速成形精度及工艺实验研究[D]. 陈葆娟.大连理工大学 2012
本文编号：3444679
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FDM工作原理图
第 1 章 绪论互协同移动，同时丝状热塑性材料由送丝机构送至加热喷头，并在喷头内被加至熔融状态，然后通过喷嘴挤出，选择性的沉积在成形基板上，当一层模型轮层和支撑结构轮廓沉积完成，成形基板下降一个打印层厚度（一般为 0.10.3mm）或打印喷头上升一个打印层厚度，进行下一层的打印，如此循环，逐叠加直到实体零件制造完成[17-19]。
形最大尺寸 1100 mmX1100 mmX1800mm，可用于成形尺寸大且专业化的零。.2.3 国内外工艺研究现状在 FDM 技术熔融挤出系统方面，现有的 FDM 设备多采用辊轮式熔融挤统和辊轮-螺杆式熔融挤出系统，如图 1.3 和图 1.4 所示。例如应用范围最广esign 系列、Idea 系列、FORTUS 和 UP!系列的 FDM 打印机均采用辊轮式熔出系统。辊轮-螺杆式熔融挤出系统应用相对较少，目前主要是上海富奇凡 HTS 系列的 FDM 打印机采用这种系统。华中科技大学王运赣教授在新加inergy 集团工作期间主持研发了 SW 型 6 轴 FDM 打印机，该设备在计算机的下六根主轴相互配合移动，可以在不加支撑结构的情况下制作出倾斜悬臂结7]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]打印铺层结构及工艺参数对FDM构件力学性能的影响[J]. 张乾,袁信翊,金鑫,陈锋,朱晓磊,陆晓峰. 塑料工业. 2017(07)
[2]羟基磷灰石的表面改性及其对聚乳酸基多孔支架性能的影响[J]. 程思敏,陈丽杰,洪阳阳,宋国林,刘海峰,唐国翌. 复合材料学报. 2018(05)
[3]高频超声换能器技术研究进展与展望[J]. 吴大伟. 振动.测试与诊断. 2017(01)
[4]熔融沉积成型用高分子材料的研究进展[J]. 魏欣,刘洋子健,张成彬,张均,姜志国. 化学推进剂与高分子材料. 2016(06)
[5]熔融沉积成型工艺参数优化研究[J]. 陈勇,黄筱调,袁鸿,王康,吴伟伟. 现代制造工程. 2016(11)
[6]3D打印技术研究现状和关键技术[J]. 张学军,唐思熠,肇恒跃,郭绍庆,李能,孙兵兵,陈冰清. 材料工程. 2016(02)
[7]PEEK熔融沉积成形温度对零件拉伸性能的影响[J]. 赵峰,李涤尘,靳忠民,曹毅,石长全. 电加工与模具. 2015(05)
[8]桌面级熔融沉积成型技术及应用[J]. 龙得洋,李名尧,王广卉,曹晓莲,刘淑梅. 轻工机械. 2015(03)
[9]基于FDM的3D打印技术研究现状与发展趋势[J]. 唐通鸣,张政,邓佳文,钱素艳,李志扬,黄明宇. 化工新型材料. 2015(06)
[10]基于超声振动的激光金属堆积机理研究分析[J]. 陈学永,史恩秀,Todd Sparks,阮建中. 中国机械工程. 2015(02)
博士论文
[1]聚醚醚酮超声热—形变规律及焊接工艺研究[D]. 王晓林.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]聚乳酸负泊松比血管支架3D打印及其性能研究[D]. 武子超.吉林大学 2018
[2]纤维增强复合材料增材制造技术研究[D]. 夏正付.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于FDM工艺的3D打印机机械系统设计制造研究[D]. 赵冲.华北电力大学 2017
[4]超声冲击电弧增材制造钛合金零件的组织性能研究[D]. 何智.华中科技大学 2016
[5]面向熔融沉积的竹塑材料及工艺的关键技术研究[D]. 蔡羡.浙江农林大学 2015
[6]基于PLA丝材的FDM试件机械性能分析及优化[D]. 汪绍兴.大连理工大学 2015
[7]熔融沉积成型零件精度及机械性能研究[D]. 李生鹏.中国矿业大学 2015
[8]散热条件对FDM丝材粘结质量的影响研究[D]. 杨柏森.大连理工大学 2014
[9]熔融沉积快速成形精度及工艺实验研究[D]. 陈葆娟.大连理工大学 2012
本文编号：3444679
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