熔融沉积技术中成型环境温度对质量精度的影响研究

熔融沉积快速成型技术是当代先进的制造技术之一,针对其成型件的成型精度问题,在分析成型工艺参数的基础上研究了成型环境温度对快速成型技术质量精度的影响。通过建立模型及网格划分进行有限元分析,合理地描述出熔融沉积快速成型过程,分析模拟结果并且对比在不同成型环境温度下的成型件的应力分布。实验模拟结果表明:在成型过程中选择合理的成型环境温度可以有效降低成型件的翘曲变形和受力情况,而且成型环境温度因素可以导致试件在结构较为复杂的部位出现应力集中现象。     

熔融沉积成型聚合物熔体挤出速度控制

在熔融沉积成型中对熔体流经液化管和喷嘴的沿程压力降进行理论计算，得出了熔体挤出沿程的压力降与挤出流率、成型温度的关系。通过实验测出驱动电机的负载特性曲线，在此基础上确定了稳定挤出与不稳定挤出的速度区间。研究结果对于确定成型过程的挤出参数、保证成型精度具有重要参考价值。     

熔融沉积快速成型工艺过程分析及应用

介绍熔融沉积快速成型技术的基本原理,分析成型工艺过程的技术特点。从机械系统和控制系统等主要组成部分论述了熔融沉积成型设备的整体构造。以一个深沟球轴承为研究案例,详细地论述了成型件的具体加工过程并在MEM320A快速成型机上加工出ABS材料的实物。最后,探讨了熔融沉积快速成型技术在产品设计、功能展示、样品制造和生物医学等领域的应用情况,同时展望了该技术在未来的发展前景。     

熔融沉积快速成型技术中成型材料温度对工件的影响

成型产品的质量精度一直是制约熔融沉积快速成型技术发展的核心问题。本文主要从成型材料温度方面对成型试件进行深入研究,通过不同材料温度探究对试件成型后的实际翘曲变形。运用具体实验和有限元分析模拟两种分析方法,描述出不同成型材料温度对熔融沉积快速成型试件的翘曲变形影响。实验和软件模拟结果表明:成型材料温度在合理范围内变化会对试件造成一定的翘曲影响,而扫描速度、扫描方式等其他因素也会交叉影响成型试件的成型精度。     

熔融沉积成型聚醚醚酮热流模拟及喷头设计

聚醚醚酮(PEEK)具有较高的熔点和熔融黏度,使其在熔融沉积成型时对喷头结构有特殊要求。针对典型熔融沉积成型喷头结构,基于Fluent建立了流固两相耦合的热流模型,基于UDF函数编写PEEK材料黏度模型的子程序,对喷头喉管内熔体的温度场、流动场以及压力场进行数值模拟分析,提出了喷头结构的优化方案并通过实例验证。     

Z向混合填充在FDM工艺快速成型技术中的应用

熔融沉积成型(FDM)是一种应用广泛的快速成型方法,零件是靠其喷头逐层喷挤熔融态的粘结剂、热缩性材料等成型的.其逐层累积过程中,喷头有大量的空行程,因而合理的填充路径对提高成型效率无疑有重要意义;另外合理的路径还能改善设备工作状态,提高快速成型机的使用寿命.提出了一种简捷有效的填充路径的方法,可以应用于扩展或开发快速成...     

基于机器视觉的熔融沉积成型几何质量在线检测方法

几何尺寸精度是影响工件质量的关键因素。针对熔融沉积成型连续制造过程,提出了一种基于机器视觉技术的几何质量在线检测方法。利用CCD图像传感器构建了熔融沉积成型过程图像采集系统;采用图像处理技术获取工件轮廓信息,完成以像素为单位的几何尺寸测量。通过尺寸标定将图像尺寸转化为工件的实际物理尺寸,从而可以与设计模型的理论尺寸进行比较,计算制造误差,为生产者判断熔融沉积成型工件几何质量是否满足要求提供了新的思路。     

熔融沉积快速成型技术中扫描填充速度的模拟与实验研究

基于熔融沉积快速成型试件在成型后的质量精度问题,主要以扫描填充速度为研究点,通过软件模拟与试件具体的成型实验探究了扫描填充速度大小对试件成型质量的影响。在软件模拟中运用高斯热源模型,攻克了喷头热源处理不恰当和扫描填充速度难以模拟的难题,研究分析后发现不同扫描填充速度对成型试件的力学性能有影响。在具体成型实验中,通过成型出在不同扫描填充速度下所成型的试件后,再依次进行关于试件数据的测量。模拟结果与成型实验最终表明:在熔融沉积成型制造时选择适当的扫描填充速度可以有效减小成型件的应力和成型后的残余应力,并有助于使成型产品获得较高的质量精度。     

FDM工艺参数对成型制品表面粗糙度影响的研究

随着熔融沉积(FDM)的进一步应用,制品成型精度成为FDM在工业发展中的关键问题。文中介绍了FDM的工艺原理,阐述了FDM系统中的主要工艺参数,并通过成型设备及实验分析了它们对成型制品表面粗糙度的影响。     

基于化学处理的熔融沉积成型后处理研究进展

熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)技术作为目前最为普及的快速成型技术之一,在航空航天、汽车制造、医疗应用、电子电器和熔模铸造等领域具有远大的应用前景。熔融沉积过程中存在的"台阶"效应制约了FDM技术的应用。介绍了熔融沉积成型原理及特点,分析了化学处理的原理,并从直接浸泡处理、冷蒸汽处理和热蒸汽处理等方面论述了FDM成型件后处理的研究现状和进展。     

等离子熔积成形与铣削光整复合直接制造金属零件技术

针对国内外现有的金属直接快速制造技术中存在的制件表面质量不高的瓶颈问题,开发了在制造过程中将等离子熔积增材成形与铣削光整减材复合的金属零件直接快速制造方法。研究该复合制造工艺参数对熔积成形性和形状特性以及热态干铣削刀具和工艺的影响规律,找到合理的工艺条件并用其试制出金属零件原型,为改善快速原型表面质量提供了有效的途径。     

基于模型分解的机器人GMAW焊接熔敷成形方法研究

目前大多数熔敷成形技术的成形方向是固定不变的,使得具有倾斜面或悬臂结构的零部件成形时必须借助支撑结构.支撑结构的熔敷与去除造成材料浪费,降低成形效率.针对机器人GMAW焊接熔敷成形系统多自由度特点,根据零件几何特征将零件几何模型分解为不同的特征体,使得各特征体能够被赋予不同的成形方向、起始熔敷成形面及成形顺序,从而消除...     

基于RP技术的激光诱导选择性化学沉积微细加工技术的研究

在介绍快速成形技术以及微机电系统与微细加工技术的基础之上,对比分析了一些基于快速成形技术微细加工方法的优缺点及其最新研究成果。对于激光诱导选择性化学液相沉积快速成形技术的研究,首先从整个的系统原理到工艺流程进行详细地论述,并指出此技术所存在的一些优缺点。在普通玻璃上进行了激光诱导选择性化学液相沉积铜的试验,成功地沉积出点、线和面并实现了分层累加的沉积。在从激光诱导化学液相沉积技术的沉积原理和反应机理的分析到反应速率及沉积速率模型的建立的基础之上,进一步论证了激光诱导选择性化学沉积快速成形技术在三维微细加工方面的应用上是可行的。     

基于脉冲微束等离子弧焊的快速成形系统中实时自适应送丝方式

对基于脉冲微束等离子弧焊的直接金属快速成形系统中,填充金属丝的熔滴过渡方式和送丝方向对成形轨迹质量的影响进行了研究。研究结果表明:“搭桥过渡”方式形成的轨迹形态连续、光滑;送丝方向固定的方式在成形与送丝方向间夹角过大的轨迹时,会发生熔滴未完全熔于熔池、金属丝与已凝固成形轨迹发生干涉等缺陷。根据研究结果研制了一个基于成形件断面轮廓实时调整送丝方向的自适应送丝子系统。论述了转角、合成速度、加速度等控制参数的确定算法。对自适应送丝方式和方向固定的送丝方式进行了对比试验。结果显示:自适应送丝方式避免了熔滴未完全熔于熔池、金属丝与已凝固成形轨迹发生干涉等缺陷,对保证成形轨迹的质量有显著作用。     

等离子弧焊直接金属成形技术的工艺研究

提出了一种基于等离子弧焊的直接金属成形新方法,通过对成形工艺的试验研究,确定了焊接电流、成形速度与成形轨迹宽度之间的对应关系;针对成形轮廓的表面质量问题,实施了根据轮廓矢量进行切向送丝的填充方案;并采用循环水冷的温控措施解决了成形过程的过热问题。     

FDM工艺成形过程中影响成形件精度的因素分析

介绍快速成形技术中的熔融沉积成形的基本原理,分析了在成形过程中,各种因素对精度的影响,并在此基础上,提出了提高成形件精度和表面质量的措施,对熔融沉积工艺有应用价值。     

快速成形表面精度研究

结合快速成形的工作原理及特点,研究分析了影响快速成形表面精度的主要因素,即有分层处理时,原型堆砌产生的原理性误差、成形加工误差及后处理误差等,提出了通过选择合适的分层厚度,减少机器误差,以及采用良好的后续处理和先进的复合快速成形技术等方法提高快速成形的表面精度。     

金属直接成型技术的发展与展望

对当今快速成型技术的研究热点———各种金属直接成型技术进行了介绍和分析 ,提出了堆焊与数控铣削相结合的成型工艺方案     

Three-dimensional heat transfer analysis of LENSTM process using finite element method

Laser-engineered net shaping, referred to as LENS^TM process, is an additive manufacturing technique for building metallic parts, layer by layer, by direct deposition of metal powders in a melt pool created by a focused laser beam. The process involves rapid melting and solidification of a controlled amount of injected metal powders as a laser beam scans over each layer building the structure from the bottom to the top. Due to its unique capability to deposit precise amounts of powder material at a desired location, the LENS^TM process finds potential application in rapid tooling, prototyping, precision repair work, and manufacture of complex, intricate components with varying compositions. The peak temperature and thermal cycle experienced by each layer influence the final mechanical properties and dimensional accuracy of the part. An understanding and quantitative knowledge of the peak temperature, melt pool dimensions, and thermal cycles experienced in the deposited layers are essential for a priori selection of the process parameters in LENS^TM technique. It is important to ensure that the deposited layers have the desired dimensions, good interlayer bonding, and requisite mechanical properties. In an attempt to understand the process parameters to be used in achieving the desired nature of deposition, a three-dimensional model is developed based on finite element method to numerically simulate heat transfer phenomenon in LENS^TM process considering deposition of SS316 powders on a substrate of the same material. The computed temperature profiles are first validated with experimental results reported in the literature. The influence of process parameters on peak temperature, thermal cycles, and melt pool dimensions are studied subsequently. The continuous movement of laser and synchronized activation of elements depicting addition of powder particles are incorporated through an externally written user subroutine and using the element deactivation and activation features in the commercial finite element software ABAQUS 6.7. A unique non-dimensional parameter specific to LENS^TM process is defined considering the combined influence of process parameters and material properties. The non-dimensional parameter is further used to serve as a guideline for the selection of appropriate process parameters that can result in a steady melt pool dimension, thereby ensuring a target layer width with good interlayer bonding.     

基于有限元复杂回转体渐进成形过程研究

数字化渐进成形技术是一种新兴的金属板料柔性成形技术。通过有限元数值对其成形过程模拟,能够对渐进成形的研究起理论指导作用。利用有限元分析软件LS-DYNA对金属板料渐进成形的过程进行了模拟。根据试验特点建立了相关的有限元模型,对其中工具头的运动轨迹和加载方式进行了简化,同时根据实际成形特点建立了边界条件和约束,保证了模拟的真实性,并据此模型分析了成形过程中板料上的应力、应变分布特点。