FDM工艺出丝模型及补偿方法的研究

在研究FDM工艺喷头挤出丝截面形状的基础上，建立了理想轮廓线的补偿模型，并通过实例对该模型进行了验证。提出了根据挤出丝实际宽度（而非喷嘴孔直径）和零件尺寸实际收缩量补偿零件内外轮廓的新方法，即不仅要考虑材料收缩对零件“宏观”尺寸的影响，而且还需考虑材料收缩对“微观”尺寸－挤出丝截面宽度的影响。验证试验结果表明，应用所提出的补偿方法能对FDM工艺原型尺寸进行正确补偿。     

熔融沉积成形喷头挤出参数优化控制

在FDM工艺中，成形材料能否以稳定的速度及温度从喷嘴中挤出将直接影响原型的成形质量。建立了熔体在喷嘴中的压力降与挤出流量、加热温度的数学模型，结合实验，确定了稳定挤出的速度区间。研究结果对FDM工艺中聚合物熔体挤出参数的优化、保证成形精度提供了依据。     

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。     

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。     

FDM 3D打印机成型空间加热保温系统的设计研究

分析研究了决定FDM工艺3D打印机打印模型精度和成型稳定性的关键问题:成型空间加热保温系统。提出了相应的解决方案:给出了成型空间热风双循环加热保温系统的设计方案,并创新设计了"六边形"风琴防护罩,为大尺寸成型空间的均匀加热保温提供新的设计思路。给出了成型空间保温防护系统关键元件的选型计算方法,为加热器的选型提供科学依据。经过实际生产中的应用和测试,证明了研究方案是可行的,具有实际应用价值,为后续的大尺寸工业级3D打印的工艺研究提供实现基础。     

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。     

回转式FMD连续挤出喷头

针对目前FMD挤出喷头存在的挤压力小、易堵塞及流道较长而易产生喷嘴出丝滞后的缺点，提出了一种回转式的连续挤出喷头，同时还分析和测试了它的挤压轮的应力集中现象，为熔融挤出的快速成型（FDM）提供了新途径。     

回转式FDM连续挤出喷头

针对目前FDM挤出喷头存在的挤压力小、易堵塞及流道较长而易产生喷嘴出丝滞后的缺点,提出了一种回转式的连续挤出喷头,同时还分析和测试了它的挤压轮的应力集中现象,为熔融挤出的快速成型(FDM)提供了新途径。     

材料挤出工艺打印功能梯度材料路径规划策略

鉴于增材制造技术中的材料挤出工艺操作方便、节省材料，而目前国内外对该工艺打印功能梯度材料的路径规划策略研究较少，对材料挤出工艺材料组分转变时的延迟现象进行分析，将延迟分为交付延迟和过渡延迟，并提出基于偏移距离对延迟现象进行补偿的打印策略。以Visual Studio 2019为开发平台提出一种自动生成任意功能梯度材料打印路径的新路径规划策略，该策略考虑了每层切片内材料组分的变化，针对不同变化方向生成相应的填充路径，以确保打印过程中的材料组分变化最小，从而提高成型件的材料精度。对多个功能梯度模型进行仿真演示，将生成的打印路径采用OpenGL可视化分析其材料组分误差，并通过实验验证了路径规划策略的正确性。     

FDM工艺参数对制件表面质量的影响分析与实验研究

为了提高FDM工艺下的制件表面质量,通过分析分层高度、打印头的移动速度、喷嘴挤出速度等工艺参数,得到阶梯表面误差与分层高度之间的关系。建立丝宽补偿模型,得到打印制件表面成型质量的评价因子。通过实验研究,验证阶梯表面误差与分层高度和角度之间的关系,以及不同分层高度下,打印头移动速度和喷嘴挤出速度与表面质量之间的关系。可知当分层高度为0.1 mm,打印头移动速度为33 mm/s,喷嘴挤出速度为29.2 mm/s时,制件表面质量可达6.4μm,具有一定的实际应用价值。     

挤出沉积成型工艺参数优化研究

通过挤出沉积成型试验,对骨组织工程支架的成型工艺参数进行研究,以提高同轴骨支架组织工程的成型质量和力学性能。方法:首先采用田口法和方差分析法对打印参数进行了优选,其次分析了工艺参数对成型质量和力学性能的显著性影响,最后通过优选的工艺参数对实验结果进行了预测和分析。结果:结果显示,挤出沉积成型最优参数组合为喷头内外芯直径0.6 mm/1.5 mm,层高1.5 mm,打印速度30 mm/h,内芯材料配比1∶1.5;对骨支架特性影响的显著性由强到弱依次为层高、打印速度、内芯喷头直径和内芯材料配比。结论:验证实验结果表明,成型质量和力学性能实验值的信噪比与预估信噪比非常接近,说明挤出沉积成型工艺参数的优化对骨组织工程支架的成型质量和力学性能的提高是十分有效的。     

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。     

基于螺杆泵送料的陶瓷三维打印机挤出机理

微流挤出堆积成形精度主要受打印材料和工艺参数的影响。为了提高陶瓷制件的打印精度，采用螺杆泵输送浆料，以保证浆料连续进给、压力恒定，实现非连续打印；对打印材料进行流变特性分析，根据打印平台结构参数计算挤出速度与流量；最后，建立数学模型，将材料流变特性与平台运动参数合理匹配，并进行了相关实验。实验结果与理论计算结果相一致，验证了送料机构与该数学模型可提高打印精度。     

基于熔融沉积成型的一种近无支撑分体打印方法的研究

研究一种模型分解方法,以解决熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)过程中由于需要生成额外的支撑结构,从而导致打印物体表面质量不佳、材料浪费和打印时间长等问题.利用三自由度单喷头FDM打印机对选定的3种模型(人头、六面锥体和树袋熊)进行分体打印,验证了该模型分解方法的可行性.通过与传统整体打印工艺进行对比,基于该模型分解方法的分体打印工艺实现了近无支撑彩色打印,并且打印材料大幅减少,表面质量较传统整体打印工艺有很大改善.分体打印工艺对FDM技术真正实现高质量无支撑打印多悬垂结构物体具有极强的指导意义和参考价值.     

CFD在熔融沉积成型挤出头性能分析中的应用

对两种丝料型熔融沉积快速成型(FDM)技术的挤出头进行性能比较分析,所用成型材料为生物可降解塑料聚乳酸(PLA)。应用计算流体动力学软件(CFD)Star CCM+进行挤出头各部件传热以及PLA在挤出头内流道熔融和流动情况的模拟,建立挤出头性能评判指标分别为进料阻力、熔融段长度、能量利用率和准备时间四部分。建立适当的模型和边界条件进行模拟,并监控所需参数,最后通过实验进行进料阻力模拟结果准确性验证,说明用CFD模拟的方法进行3D打印挤出头进料性能对比研究是可行的。     

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。     

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。     

大流量颗粒料3D打印跳转拉丝控制研究

由于FDM技术本身工艺特点及热塑性材料的粘流特性,在打印过程中容易产生拉丝现象,影响打印件的表面质量和尺寸精度.通过对大流量螺杆挤出沉积成型打印过程中的跳转拉丝问题进行研究,明确了形成拉丝现象的原因,以及影响拉丝量、打印件表面质量和尺寸精度的因素及规律,最终通过优化打印工艺参数,得到了较好表面质量和尺寸精度的打印件.研...     

FDM 3D打印模型表面阶梯效应的分析

3D打印模型表面的阶梯效应是常见的表面缺陷。在概述FDM 3D打印的原理基础上,以简化的三维锥体模型的3D打印加工为研究对象,分析了模型表面阶梯效应的形成原理,论述了阶梯效应与成型层厚及成型模型面角度的关系,同时也与铣削加工进行了对比。提出了改善FDM 3D打印阶梯效应的方法,为探索和提高FDM 3D打印表面的质量,减小阶梯效应,提供了有益的参考。     

采用Design-Expert分析多参数对FDM成型的影响与优化设计

FDM技术的多参数综合优化是该领域研究的热点问题。通过Design-Expert设计和优化了FDM打印试验,利用其中的Box-Behnken试验设计方案,建立了成型件综合性能与各个打印参数(打印层厚、挤出速度、填充速度、填充率)之间的二次方修正模型,分析了各参数对成型综合性能的影响的主次顺序。以成型件的综合性能获得最大值为优化指标,得到最佳参数组合。通过实验验证,预测值与实测值吻合度较好。该方法实现了在较小的试验工作量情况下取得较高的打印质量,将为FDM技术的参数优化提供指导。