熔丝沉积快速成型制件尺寸精度的研究

分析了影响熔丝沉积快速成型制件尺寸精度的因素,并提出了相应的提高熔丝沉积快速成型制件尺寸精度的措施.对提高熔丝沉积快速成型制件尺寸精度,促进熔丝沉积快速成型技术的应用和发展具有一定的参考价值.     

熔融沉积快速成型中扫描填充速度的工艺研究

熔融沉积快速成型是当代较为流行的先进制造技术之一。基于试件在快速成型后的质量精度问题,探究了扫描填充速度工艺因素对试件质量精度的影响。通过运用高斯热源模型与单元生死技术,攻克了喷头热源处理不恰当和扫描填充速度难以精确模拟的难题,最终成功模拟出了不同扫描填充速度对成型试件质量精度的影响规律。仿真分析结果表明:在成型过程中选择合理的扫描填充速度可以降低成型件的应力分布和成型后残余应力值,并可大范围地缩小应力值波动区间。     

基于神经网络和遗传算法的熔融沉积成型多目标优化

在建立了熔融沉积成型工艺参数和目标函数的基础上,论述了人工神经网络和遗传算法在熔融沉积快速成型工艺参数优化中的应用.首先利用人工神经网络建立熔融沉积快速成型工艺参数与成型件尺寸精度、翘曲变形之间关系的数学模型,然后用遗传算法对工艺参数优化.根据多目标函数优化问题的单目标化思想,对优化后的单目标进行了分解,得到最优工艺参数条件下的成型件尺寸精度、翘曲变形,从而为建立和控制熔融沉积快速成型工艺参数提供了一种行之有效的途径.     

FDM 3D打印尺寸误差及其工艺补偿方法研究

针对熔融沉积成型的3D打印零件由于打印材料状态波动而产生的尺寸误差,以螺纹连接件作为实验实例,对不同打印部位由打印材料热胀冷缩而产生的尺寸变动进行了分析。通过实验数据对比分析,提出了提高3D打印精度的改进措施,并对熔融沉积成型3D打印机使用过程中的部分技术问题进行了描述和分析,提出了相应的技术应用建议。     

基于冰上的光固化快速成型技术

为了解决快速成型技术实际应用中的精度与成本之间的矛盾,提出了基于冰上的光固化快速成型技术,该技术综合了现有的光固化(SL)和熔融沉积成形(FDM)设备的工作原理,实现了在保证原型精度的同时,大大降低了制造设备和成型的成本。     

熔融沉积式燃机叶片快速熔模铸造技术研究与试验

针对某燃机叶片叶型部分形状复杂和轮廓度精度要求高的特点,提出了一种基于熔融沉积技术的燃机叶片快速熔模铸造方法,通过基于NURBS曲线的分层截面生成算法对燃机叶片STL(stereolithography)模型进行分层,提高燃机叶片模样的轮廓度精度,制订了燃机叶片快速熔模铸造工艺流程,采用三坐标测量机对燃机叶片铸件进行测量,对其两个关键截面进行型线轮廓度偏差分析与评价,结果表明:基于熔融沉积技术的快速熔模铸造燃机叶片铸件在轮廓精度方面满足要求,快速熔模铸造工艺流程合理、可行。     

熔融沉积式燃机叶片快速熔模铸造技术研究与试验（英文）

针对某燃机叶片叶型部分形状复杂和轮廓度精度要求高的特点,提出了一种基于熔融沉积技术的燃机叶片快速熔模铸造方法,通过基于NURBS曲线的分层截面生成算法对燃机叶片STL(stereolithography)模型进行分层,提高燃机叶片模样的轮廓度精度,制订了燃机叶片快速熔模铸造工艺流程,采用三坐标测量机对燃机叶片铸件进行测量,对其两个关键截面进行型线轮廓度偏差分析与评价,结果表明:基于熔融沉积技术的快速熔模铸造燃机叶片铸件在轮廓精度方面满足要求,快速熔模铸造工艺流程合理、可行。     

用于人工骨制造的新型快速成型系统的开发及其工艺参数研究

采用先进的BP技术和仿生CAD建模进行新型生物活性骨制造的设计思想，开发了新型快速制造系统—气压式熔融沉积快速成型机。文章介绍了BP技术中FDM的基本工作原理及其特点，随后就所开发的AJS系统的基本结构、加工工艺以及各项工艺参数对成型精度的影响等方面做了进一步说明。研究证明，以气压作为挤压动力有效可行，系统工作稳定，加工精度高，不仅可以完成传统FDM的加工任务，而且通过自行研发的改性生物材料，还可以快速成型出人工骨的三维立体模型，是将模具制造和生物技术相结合的曲型案例。     

气压式熔融沉积快速成形系统

介绍了快速成形制造技术中熔融沉积造型的基本原理及其工艺特点，对气压式熔融沉积快速成形系统的基本结构、加工工艺等做了进一步的说明，详细阐述了系统的各项工艺参数对成形精度的影响，并通过工艺实验验证了从理论角度得出的各项参数之间关系。结果表明，以气压力为挤压动力有效可行，系统工艺简单，成形材料选择范围广泛，不仅可完成传统FDM的快速设计任务，还可完成制造人工生物活性骨的模型加工。     

熔融沉积快速成型的翘曲变形分析和解决方法

介绍了FDM快速成型系统的原理、应用、发展方向及其存在的问题.实验分析阐述了熔融挤压堆积成型法在快速原型制造中误差变形的类型及引起这些误差变形的主要因素,并针对原型精度影响最大,也是最难解决的翘曲变形提出了具体解决方法.该方法同样适用于RP技术的其它工艺方法.     

基于改进BP神经网络的FDM成型工艺参数反演

针对快速成型中的质量控制和成型件工艺参数选择所遇到的困难,提出应用误差反向传播(BP)神经网络建立控制精度模型的方法.根据FDM成型工艺的特点,在分析成型件精度影响因素的基础上,基于改进BP神经网络理论,建立了FDM工艺参数与模型的尺寸误差、翘曲变形之间的神经网络模型,由该模型参数反演计算得到的数值结果和实验结果吻合较好,说明该神经网络模型能定量地反映出工艺参数与尺寸误差、翘曲变形之间的关系,该模型对指导FDM成型工艺参数的选择具有一定的指导作用.     

Development of a hybrid rapid prototyping system using low-cost fused deposition modeling and five-axis machining

Currently, two major processes are being used to produce prototypes, namely machining and rapid prototyping. Machining is generally more accurate and precise, but it is difficult to produce objects with certain complicated features. In contrast, rapid prototyping can produce objects with complicated features, which allows materials to be used more efficiently. However, due to the uneven shrinkage and residual stresses within rapid prototyping products, their accuracy is usually uncertain. This study attempts to integrate these two manufacturing processes and develop a hybrid rapid prototyping system in order to overcome the disadvantages associated with each process and to develop new applications. Fused deposition modeling (FDM) was used as the rapid prototyping process in this work. A spindle and a low-cost FDM extruder were designed to be placed on each end of a rotary axis in a five-axis machine tool. The proposed design allows the rotation of the axis on the five-axis machine to switch between machining and FDM, thus achieving the advantage of reducing costs for extra actuators without sacrificing working space. The case studies demonstrated that the proposed hybrid system can build FDM objects without using support materials and produce FDM parts with metal embedded to increase the stiffness. The system can also conduct five-axis machining on a completed FDM part or trim the freeform surface fabricated by FDM to achieve more accurate dimensions or better surface finish.     

基于极坐标下的FDM快速成型机的插补算法的设计

插补作为FDM成型中的关键环节,在FDM快速成型机中具有重要的作用,直接影响着加工成型的速度和精度,而采用极坐标的插补算法成本低、控制原理简单。鉴于极坐标下插补的优点,在对普通的直角坐标系插补算法的分析的基础上,对FDM快速成型机的极坐标插补算法进行了分析与设计,并且通过Delphi可视化软件的设计验证了该插补算法的可行性。为了使基于极坐标系下的插补算法更满足FDM快速成型机工作时对速度稳定性的要求,在此基础上,提出了时间分割的方法来优化该算法,从而保证了在一个周期内进给速度的稳定,熔滴成型的均匀性,大大提高了加工的精度。     

选择性激光烧结法快速制造柴油机气缸盖全套砂芯

概述了快速成形技术的工作流程.详细介绍了采用选择性激光烧结法快速成形设备成功制作K10气缸盖完整的全套砂芯的过程,缩短了新产品的试制周期.生产的K10气缸盖内腔光洁、无烧结、无缩孔、缩松等铸造缺陷,各处壁厚均匀,完全满足产品的技术要求.     

激光熔覆快速成型致密金属零件的试验研究

激光熔覆成型能改善快速成型技术的基本工艺使之能够在快速，精确制造零件的同时提高零件的强度等力学性能，使快速成型技术突破目前多用来制造原型和模型的现状，直接生产高性能零件。本文对激光熔覆快速成型致密金属零件进行试验研究，介绍了试验装置的组成，通过单层和多层试验研究，获得了激光功率，扫描速度和光斑直径对激光熔覆成型的影响规律，获得了激光熔覆成型的金属零件。     

Representation of surface roughness in fused deposition modeling

Most rapid prototyping (RP) technologies apply a layered manufacturing (LM) process to efficiently fabricate 3D physical models. However, a critical drawback that reduces the surface quality of the RP parts occurs by utilizing LM. Hence, topics related to surface roughness have been a key issue in RP. In this paper, a new approach to model surface roughness in fused deposition modeling (FDM) is proposed. Based on actual surface roughness distributions of FDM parts, a theoretical model to express surface roughness distribution according to changes in surface angle is presented by considering the main factors that crucially affect surface quality. The proposed expression is verified by implementation and comparison with empirical data. Also, the effectiveness of the main factors is analyzed and discussed.     

常用快速成型系统及其选择原则

目前已经商品化的RP系统众多 ,且同一种系统又有不同的制造商 ,系统的性能价格比各不相同。因此 ,如何选择合适的RP系统 ,是用户比较头疼的一个问题。本文简要介绍了LOM、SLS、SLA和FDM四种常用RP系统的工作原理、优缺点和主要的RP系统型号及其制造商 ,从RP系统的用途、制件精度、成型材料、成型空间、成型效率、激光功率、成本和技术服务等方面出发 ,提出了一些选用常用RP系统的原则 ,并举例予以说明。     

FDM出丝过程对制件尺寸的影响及优化措施研究

熔融层积成型技术(FDM)近年来逐渐受到多个领域的广泛关注,而其制件的尺寸精度是制约FDM制件应用的重要原因之一。制件尺寸的精确与否受诸多因素的综合影响,文中针对出丝过程,重点分析了丝的挤出和填充的匹配关系对制件尺寸的影响,并相应设计了实验,分别从出丝模型理论推导和实验测量两方面量化了出丝倍率的优化设置值,最后以此为基础,提出了优化出丝过程从而优化制件尺寸的措施,经验证,这些措施能有效提高制件的尺寸精度。     

基于FDM技术的多喷头3D打印机关键技术研究

为实现FDM (熔融沉积成型法) 3D打印技术多色彩模型三维实体快速成型效果,设计了基于3组喷头可无干涉交替打印的多喷头3D打印机整机结构,并通过分析单喷头3D打印机工作流程,对比出多喷头3D打印机具有喷头数量多、联动复杂等工作特点,确定了多喷头3D打印机需解决的关键技术为喷头预热时间、喷头切换精度,并据此分析了控制流程,研究了控制系统。最后,依据线性换算方法计算了多组喷头预热时间,利用三维空间矫正方法补偿了喷头切换精度。