糊状食材3D打印工艺参数对成形形貌的影响研究

3D打印工艺参数是影响成形形貌的关键因素,研究食品3D打印工艺参数与成形形貌的关系对实现高效、稳定成形具有重要意义。依托自主研发食品3D打印装置,以糊状食材为打印原料,通过气压挤出系统可对食品打印成形实现实时准确控制。通过实验,研究可可粉等食品打印原料的打印速度、喷嘴出口与基板成形区距离等工艺参数对食品成形形貌的影响。进一步研究多层成形打印策略调整,优化工艺参数后,实验结果表明多层成形宽度和高度精度分别提升66.1%和13.0%。开展的相关研究及扩展成果,对以后食品3D打印技术的深入研究具有一定的参考意义。     

水溶性氧化钙陶瓷型芯的挤出式3D打印参数优化与表面精度控制研究

挤出式3D打印成形水溶性氧化钙陶瓷型芯可高质高效成形复杂内腔铸造构件,铸件内腔的残留型芯用水溶解即可快速清理,在复杂内腔构件精密铸造领域具有较大的应用潜力。以针头内径、层高/内径比值、打印速度和内部填充方向四个关键工艺参数进行四因素三水平正交试验,通过对不同工艺参数的3D打印成型坯体进行表面粗糙度测量与统计,采用极差分析确定各个打印参数对坯体表面质量影响的主次顺序,并得到挤出式3D打印氧化钙陶瓷型芯的最优打印参数。结果表明,内部填充方向对型芯坯体表面成形质量有显著的影响,当内部填充方向与外轮廓呈45°和90°时,内部填充浆料与外轮廓层有较多的拐点,拐点处的成形方向发生突变,进而造成挤出压力方向发生突变并作用于外轮廓层,外轮廓层变得凹凸不平,层层堆积成形的坯体表面粗糙度较大、表面质量较差。当针头内径为0.41 mm、层高/内径比值为70%、打印速度为20 mm/s、内部填充方向与外轮廓层平行时,坯体表面粗糙度最小,型芯坯体表面质量最好。通过增加外轮廓层数来可以有效地减小甚至消除填充方向对坯体表面粗糙度的影响,当外轮廓增加至两层时型芯坯体表面粗糙度降低了近22%,这对水溶性陶瓷型芯的快速精...     

基于FDM成型工艺的3D打印机的创新设计

3D打印是一种增加型制造，通过数字建模等方式获取扫描数据，基于数据将打印产品分割成截面，将这些截面逐层堆积成型。FDM工艺生产简单，操作安全，基本无污染，可打印材料种类多，且成型速度较快，精度较好，制造成本较低，因此FDM是3D打印成型技术中普及率最高的。为提高其打印质量与精度，对打印装置整机设计及其工艺参数的影响进行研究，主要根据市场上现有FDM成型工艺的3D打印机的机型与结构提出整体设计，完成装机后对创新设计的3D打印机采用正交实验进行工艺参数测试，得出该设计的最优工艺参数组合。     

工艺参数对FDM成型方法圆筒制件的精度影响

熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling,FDM)是基于热源融化丝状材料的3D打印技术,以圆筒制件为模型,使用FDM成型方法进行3D打印,以分层厚度、填充密度、填充速度、挤出头温度为影响因素,获得了不同工艺参数下的壁厚误差和表面粗糙度Ra值。     

熔融层积成型(FDM)3D打印中切片参数对拉丝现象的工艺影响研究

对熔融层积成型(FDM)技术的3D打印工艺进行研究,比较分析采用打印文件不同的切片参数对模型拉丝情况影响,减低FDM-3D打印模型过程中出现的拉丝情况。实验结果显示切片参数中的回抽距离、回抽速度和打印温度对模型拉丝现象有比较大的影响。当回抽距离为2 mm、回抽速度为2 500 mm/min、打印温度为195℃时,打印模型的拉丝现象最少。     

熔融堆积3D打印成形金属件层间结合研究

金属件熔融堆积3D打印过程中,制件的层间结合性能主要取决于热作用过程,因此对成形过程温度变化进行研究显得尤为重要。该研究基于熔融堆积3D打印成形特点,建立了成形过程有限元分析数学及物理模型,并使用ANSYS有限元软件对不同熔融金属温度、基板温度及堆积速度条件下成形过程温度场变化进行模拟研究。结合相同参数条件下的对比工艺试验,研究了这些参数对最终成形金属实体层间结合性能的影响。研究结果表明:随着熔融金属温度、基板温度的升高,以及堆积速度的增加,成形实体温度上升速度加快,高温热影响区增大,温度梯度减小,实体层间结合及拉伸性能提高,并在熔融金属温度160℃,基板温度90℃,堆积速度16mm/s参数条件下打印出了层间结合良好的铋锡合金实体。     

聚醚醚酮熔融沉积成形强度工艺参数的优化

为了提高聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketone,PEEK)熔融沉积成形(Fused deposition modeling,FDM)强度,利用正交试验方法研究了FDM打印工艺参数与力学性能之间关系。对喷嘴温度、打印速度和填充角度等影响因素下PEEK样件的力学性能进行对比分析,研究现有条件下最优打印参数,提高成形质量。结果表明各个工艺参数对试验结果的影响程度不相同,影响最为明显的是喷嘴温度,其次是填充方式,打印速度对试验结果的影响较小。最佳工艺参数组合为:喷嘴温度420℃,打印速度10mm·s~(-1),填充方式0°。改善工艺参数后可提高PEEK成形件的强度,制造出的个性化假体的力学性能能够满足临床使用的要求。一例PEEK假体已经成功应用于临床,为其在临床上的广泛应用奠定基础。     

PLA材料在FDM过程中翘曲变形的优化

翘曲变形是熔融沉积成型(FDM)过程中经常出现的问题。影响精度变化的主要因素是打印喷头温度、打印速度以及成型室温度。基于有限元仿真软件ANSYS,采用生死单元技术,对3D打印过程中的不同参数进行了对比模拟,得到了最优的打印参数为:打印喷头温度为200℃,打印速度为30 mm/s,成型室温度为35℃。对以后的3D打印提供了参数选择依据。     

3D打印多色打印方法分析

3D打印技术根据所用材料的状态及成形方法不同可以分为多个种类,其中,熔融沉积成形技术(FDM)应用最广泛。通过多年的3D打印经验以及3D打印技术在多色打印方面的发展,对采用熔融沉积成形技术(FDM)的3D打印机多色打印方法进行研究,得出这种打印机实现多色打印的四种方法,通过分析,总结出每种打印方法的优点和缺点,希望能为从事3D打印的工作人员起到一定指导作用。     

基础参数对FDM工艺过程的影响

阐述了FDM工艺过程中,3D打印材料、喷头与底板距离、切片等基础参数对打印过程与产品质量的影响。解释了参数的含义,并对比分析了打印效果。提出根据具体的产品特点选择合理的参数设置,不但可以有效提高打印效率,而且可以更大程度的达到预期。     

基于SLA和FDM的3D打印发动机风扇工艺与性能分析

在新产品样件开发中,导入3D打印技术,以一款微型汽车发动机风扇快速成型制造为研究对象,简述了SLA和FDM2种3D打印快速成型方法的概念和原理,介绍了SLA和FDM2种不同的3D打印设备。探讨了基于SLA和FDM的发动机风扇3D打印过程及工艺方法,对比分析了SLA和FDM快速成型制造方法的特点和差异,并通过力学实验和高低温交变试验,对比验证SLA和FDM快速成型的发动机风扇产品的力学性能,总结了SLA和FDM的工艺特点,提出了新产品开发如何选择恰当的3D打印设备与工艺的建议。     

基于FDM的3D打印工艺实验研究

FDM成型技术作为3D打印的主流技术之一,因安全环保成本低,在教育等诸多领域发生了颠覆性的革命。FDM成型工艺实验研究,旨在减少3D打印实验教学中的盲目性,降低废品率。本文分析了影响FDM成型质量的关键因素;探讨了不同成型方向对3D打印成型技术经济性影响;实验研究了喷头温度、最小壁厚及打印速度与成型质量的关系,提出了改进FDM成型质量的方法,为高校3D打印实验教学提供重要参考。     

FDM有限元仿真与层间连贯分层复合扫描路径研究

3D打印扫描路径是影响打印质量和效率的重要因素。本文在研究熔融沉积成型（Fused deposition modeling,FDM）打印原理及有限元仿真的基础上，旨在给出一种层间连贯分层复合扫描路径方法。首先分析了往复直线扫描与偏置扫描的工艺特点并提出了层间连贯的分层复合扫描路径；然后采用生死单元技术建立了FDM成形过程有限元模型并进行了实验验证。结合有限元仿真与实验，结果表明，本文所提扫描路径不仅将往复直线扫描和偏置扫描的优势融合，且分层复合的挤出方式增加了打印的连贯性和整体性。     

椭圆环截面SCMW齿轮FDM打印制造工艺研究

对传统工艺难以加工的椭圆环截面SCMW齿轮进行FDM打印制造,分析了FDM工艺的关键技术参数,对SCMW齿轮完成了成形方向、层厚、填充路径和支撑角度的优化,得到质量较好的齿轮模型。通过实例,证明FDM能直接制造复杂的三维工件,为三维打印产品提供了案例参考。     

FDM-3D打印机的精度治理与误差补偿研究

分析出影响FDM-3D打印单层面体轮廓几何精度的误差来源,提出几何误差的检测项目和精度治理方法,在建立单层面体曲线轮廓误差预测模型的基础上提出了相应的误差修正技术,并提供了人为设误轮廓曲线的生成方法,为提升FDM-3D打印成形几何精度提供了有效途径。     

超表面异质结构的熔融沉积复合成形工艺及其电磁伪装性能研究

超表面异质结构曲面共形电介质基底和金属单元序构的集成制造是阻碍超表面电磁伪装技术向工程化应用方向发展的瓶颈问题.基于3D打印技术设计自由度高、适合复杂结构快速成形的优势,提出一种液态金属与聚合物异质结构的熔融沉积复合成形工艺.在现有聚合物熔融沉积成形(Fused deposition modeling,FDM)工艺的基...     

3D打印工艺参数对PLA压缩性能的影响研究

为了使3D打印模型获得较好的力学性能,对打印时不同工艺参数变化对模型在垂直层面方向的压缩力学性能的影响及其原因进行了比较分析。结果表明,合理设置打印时的分层厚度、喷头温度、打印速度等工艺参数,可以有效提高3D打印模型的压缩力学性能。当分层厚度为350μm、喷头温度为210℃、打印速度为70 mm/s时,3D打印模型在垂直层面方向可以得到较高的压缩力学性能,为后续3D打印模型获得较高的压缩力学性能提供了参考依据。     

FDM工艺成型参数对打印成本的影响研究

为了提高熔融沉积成型(FDM)的打印效率,减小打印成本,选择成型参数中的放置方式、支撑方式、分层厚度、填充率和打印速度等参数对FDM工艺成型件的模型、支撑材料用量和打印时间的影响进行研究。结果表明,合理选择成型参数可以有效减小打印成本。放置方式和支撑方式应根据模型实际需要进行选择。当分层厚度为0.2mm,填充率为15%,打印速度为80mm/s时,在满足模型精度、强度等条件下有效提高打印效率,减小打印成本。     

FDM型3D打印机喷头温度场仿真

FDM型3D打印机通过熔融沉积的方式打印成型,打印过程中喷头部分的温度场受结构设计和冷却系统影响,在打印过程中易出现温度分布不均匀的现象,进而出现堵料问题,影响打印过程正常进行。利用CAE温度场仿真软件对FDM型3D打印机喷头三维模型进行温度场仿真,得出3D打印机喷头加热块、喷嘴以及喉管和散热铝块的温度场分布。根据温度场仿真结果,为喷头冷却系统的设计和优化提供理论依据,进而提高FDM型3D打印机的打印连续性、效率以及打印工件的表面质量。     

基于热力耦合的FDM成型过程模拟仿真与研究

为探究FDM3D打印工件变形、翘曲等缺陷的影响因素及其影响趋势,基于ANSYS有限元分析软件,利用生死单元技术与间接耦合分析,实了对FDM3D打印过程的可视化仿真,对打印件的成型过程进行了多组不同参数的模拟,得到了打印过程的温度场、应力场历程,对模拟后的模型测量得到翘曲量,以此对影响打印结果的各个参数进行优化。通过对数据的分析,得到了不同参数的改变所造成的影响以及各种工作参数影响工件缺陷的重要程度,为后续确定最优工艺参数与分析微观动态变化奠定基础,使得成型参数和温度参数有了量化分析的方法,从而提高成型精度。