基于支撑强度可控的数字光处理三维打印工艺优化技术

为了解决数字光处理三维打印制件去除支撑后表面质量受损问题,根据材料固化特性提出支撑强度差异可控的工艺优化方法。建立了制件固化强度与曝光时间之间的数学模型,并通过力学试验进行了拟合及参数因子修正。在三维打印制造过程中通过软件控制系统对零件模型和支撑模型设置不同的曝光时间,实现强度差异可控,从而降低了支撑去除对零件表面的损伤。试验结果表明,采用所提方法去除支撑后零件的表面质量有所提高,且支撑去除效率提高近40%,为提高数字光处理三维打印制件表面质量和精度提供了新的思路。     

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.     

FDM 工艺支撑的添加

FDM和SL工艺在成形加工时需要通过软件添加支撑结构。支撑结构的合理性极大地影响这些工艺的成形质量。研究FDM工艺中支撑的结构形式和添加方式,讨论针对STL模型的支撑自动添加技术研究。根据支撑面的形状特征,对STL模型添加FDM工艺支撑,可以提高FDM支撑的效率和质量。     

熔融沉积快速成型的支撑优化工艺方法研究

熔融沉积成型技术(Fused deposition modeling,FDM)近年来在多个领域得到了广泛的应用,但制造过程中的悬空结构需要通过添加支撑用来支持悬空部分使成型过程顺利进行。而支撑结构不仅浪费成型材料,降低成型效率,最后在去除支撑结构时也会破坏制件的表面质量。因此从FDM技术的工艺特点出发,以减少使用支撑结构为目标,通过优化过程规划的工艺参数,提出一种针对熔融沉积成型技术的自适应支撑优化工艺方法。结果表明该方法有效地减少了支撑的使用量。     

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。     

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。     

3D打印中支撑结构因素的技术分析

以FDM(熔融沉积成型)打印技术为例,通过实验分析的方式分析了在KISSlicer切片软件中支撑参数的设置与打印模型表面精度的关系;并通过这种实践经验值的方式研究了面对不同结构特点的打印模型,KISSlicer切片软件中支撑参数该如何设置,才能够将3D打印效果达到最优化。     

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。     

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打印单层面体成形过程与工艺参数分析

成形效率是FDM 3D打印普遍关注的问题,而单层面体为FDM 3D打印中成形效率最高的打印类型。以圆柱体模型为例,研究FDM 3D打印单层面体的无基底成形过程,并对其工艺参数进行深入分析,为工艺参数设计提供有益参考。实验结果表明:FDM 3D无基底打印单层面体打印可分为余料清除、慢速打印首层和常速打印主体三个阶段;首层打印速度约为主体打印速度的30%。对比采用不同层厚的FDM 3D打印过程发现打印速度基本保持不变,主要通过改变送料速度来获得稳定不变的打印宽度。     

选区激光熔化悬垂结构支撑添加研究

选区激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)是一种增材制造工艺,以粉末床为特征,利用高能激光束分层熔接金属粉末的方式成型三维零件,逐层堆积的工艺特点决定其在制作悬垂结构时需要添加支撑。支撑的添加方法可以分为自动添加和手动添加两种。目前依靠软件自动添加的支撑结构依然存在不足,需要手动配合添加支撑才能保证零件的高效成型。然而手动添加支撑的操作较为繁琐,对操作人员的要求较高,需要开展深入研究,积累工艺经验。本文主要通过对SLM打印悬垂结构过程中出现的变形问题进行分析,总结了手动添加支撑的基本规律,并且通过ANSYS Additive软件分别对手动和自动添加的支撑结构及零件结构成型过程中的变形进行模拟仿真,验证支撑添加规律的正确性。     

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。     

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制备晶格点阵结构体的一种卡扣式打印方法的研究

熔融沉积技术（Fused deposition modeling,FDM）打印晶格点阵结构时,存在着打印件机械性能差、支撑材料难去除的问题。针对这些问题,本文将晶格结构体分解成数个二维模型,通过FDM进行分体打印然后利用卡扣配合重新组装。利用这种分体打印工艺深入探索了BCC、BCC-Z、F2CC和F2CC-Z这4种典型结构类型的晶格体结构的表面形貌和机械性能,并与传统一体式打印进行对比。发现该卡扣式分体方法实现了打印物体表面质量的改善、打印时间和打印材料的节省以及抗压性能的提升。该研究为实现3D打印制备晶格结构体提供了一种途径,并为选择合适的晶格类型提供了参考。     

FDM制品精度主要工艺参数的试验分析

随着快速成型(Rapid prototyping,RP)技术的发展,FDM快速成型已不仅用于制作原型,而是直接制造模具的母模与零件或部件的最终产品,如石蜡型、塑料原型、陶瓷零件,其中石蜡型零件用于精密铸造。针对FDM快速成型制品精度的影响参数展开研究,在成型设备硬件不变的情况下,通过试验优化主要工艺参数,试验设计了9个长方体试件,使用游标卡尺分别测量其长、宽、高方向的尺寸,得出平均尺寸误差,并对试验数据进行多因素方差分析处理,根据结果来合理地设定工艺参数。     

熔融沉积(FDM)3D打印工艺参数优化设计研究

通过分析FDM成型工艺,设计试验加工模型。对模型主要工艺参数进行数学建模分析,分析推导出尺寸误差和表面精度误差产生的机理以及具体的表面精度误差函数。通过对表面精度误差函数的仿真结果的分析,确定打印工艺参数取值。通过3D打印机与上位机建立熔融沉积(FDM)3D打印机试验平台,并设计了基于正交试验法的FDM打印机参数优化方案,通过试验结果的分析,得出了工艺参数的最优组合以及影响的主次顺序,再次利用试验验证了参数分析和优化结果的正确性。     

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。     

FDM制品精度主要工艺参数的试验研究

熔融沉积(FDM)快速成型已不仅用于制作原型,而是直接制造模具的母模与零件或部件的最终产品,如石蜡型、塑料原型、陶瓷零件,针对FDM快速成型制品精度的影响参数展开研究,在成型设备不变的情况下,设计了9个长方体试件,通过试验优化主要工艺参数,使用游标卡尺分别测量其长、宽、高方向的尺寸,得出平均尺寸误差,并利用统计分析软件SPSS对试验数据进行多因素方差分析处理,根据结果合理的设定工艺参数。     

基于FDM的叉架零件支撑结构的设计分析

本文主要对FDM中几种支撑结构进行比较分析。其一是CURA中的块状支撑结构,其二为Simplify中的柱状支撑结构,其三为Meshmixer软件中用到的树状支撑结构。还有最后一种我们自己手动用AUTOCAD三维建模自己添加支撑结构的方法。希望这种对支撑结构的优化设计能够对单一材料打印工艺带来更多的益处。     

薄壁回转体零件五轴3D打印加工工艺研究

对于传统三轴3D打印机,材料只能在一个方向上层层累积,在打印悬浮结构零件时需要打印多余的支撑结构。而五轴3D打印平台可随时调整打印平面的方位,使打印结构的倾斜角度始终小于其临界支撑角,可避免添加支撑结构。通过对五轴3D打印加工工艺的研究,提出了薄壁回转体类零件的五轴3D打印加工指令的生成方法,并进行了实际设计与打印,结果表明本文提出的五轴3D打印方案有效可行。