基于熔融沉积成型技术的支撑算法设计

针对现有的熔融沉积成型支撑结构生成算法中耗材量大和结构不合理的缺陷,提出了一种支撑结构的生成算法。试验结果表明,该算法基于熔丝能够悬空的最大长度为判断标准来选择模型上的待支撑区域,能够减少打印耗材和打印时间。     

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。     

熔融沉积成型树状支撑生成算法设计

熔融沉积成型一般以热塑性材料为打印原料,由熔融状态下的熔丝堆积冷却成特定形状.然而熔丝的有效堆积是以下方存在实体模型为基础的,因此需要对熔丝堆积过程中悬空的部分添加支撑结构.首先分析了基于面片倾角的待支撑区域选择方法;然后在切片轮廓的基础上,利用切片分组的思想将三维布尔运算简化处理,降低算法复杂程度,设计了一种新的树状...     

熔融沉积成型三维打印参数最优组合的试验验证

对层厚、壁厚、打印速度、打印温度等影响熔融沉积成型三维打印的因素进行了分析,以聚乳酸为基体材料,以底面直径和高度均为10 mm的小圆柱体为打印对象,以耗材用量和尺寸误差为试验指标,基于多指标正交试验中的极差分析法进行熔融沉积成型三维打印参数最优组合试验。试验结果表明,当层厚为0.4 mm、壁厚为0.4 mm、打印速度为40 mm/s、打印温度为200℃时,进行熔融沉积成型三维打印,可以在基体材料丝消耗较少的情况下获得较高的成型精度。     

熔融沉积成型自适应树状支撑生成算法研究

提出一种自适应树状支撑生成算法.首先识别待支撑三角面片并进行区域划分,利用基于区域轮廓的自适应采样算法获得待支撑点;然后根据临界倾角约束条件,采用最近合并原则自上而下计算树状支撑结构的中间节点;最后采用扫掠法对支撑路径实体化,同时对与模型连接部分的支撑结构进行削尖处理,使其易于剥离.实验结果表明,该算法能够在保证支撑稳定性的同时减少待支撑点的数量,降低支撑材料的消耗量,减少打印时间.     

低温金属熔融沉积成型工艺研究

根据熔融沉积成型(FDM)工艺制造原型高效快速,原材料适应性广的特点,提出了以低温金属代替热塑性材料实现原型制造的方法,探究以低温金属为材料的熔融沉积成型工艺特点和各工艺参数对沉积成型质量的影响,并在此基础上开发了低温金属三维打印系统。实验以Sn99.3Cu0.7金属丝为材料,设计并实现了单层沉积和多层沉积实验。实验证明:通过优化低温金属三维打印系统运动参数,能够得到质量较好的单层金属线和三维金属模型,验证了低温金属熔融沉积成型工艺在PCB制版和金属三维成型方面应用的可行性,并根据实验结果提出了后续技术发展应重点解决的问题。     

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。     

熔融沉积成型过程喷头的传热模拟及实验研究

针对典型的熔融沉积快速成型喷头结构,建立了喷头的热分析有限元模型,分析了喷头的热传递路径和过程,应用有限元软件ANSYS对喷头的温度场和应力场进行数值模拟仿真。结合仿真分析和实验研究,分析了喷头堵塞的原因并提出了解决方法,为喷头的温度控制和结构优化设计提供了参考。     

熔融沉积3D打印成型中零件产生的现象分析

随着信息化、工业化的不断发展,传统加工方法已无法满足人们的需求.利用先进制造技术完成产品的快速成型,极大地缩短了开发周期,降低了加工成本.基于熔融沉积3D打印技术,对薄壁工艺、模型填充强度、拉丝现象、侧面波浪纹、翘曲变形等打印成型工艺进行了分析,找出这些工艺存在问题,提出相应的应对措施,为3D打印技术的进一步研究与应用...     

熔融挤压快速成型中支撑工艺的研究

针对单喷头的熔融挤压快速成型制作成型件的特点,必须保证能很好地去除支撑才能得到制件的要求,对熔融挤压快速成型中支撑工艺进行了研究。支撑关系到零件的加工成败、加工时间和表面质量等,提出了支撑的一些生成原则和设置辅助支撑的作用。根据挤出丝的截面形状,建立了支撑丝宽的数学模型,对生成支撑的重要工艺参数进行了分析,结果表明:栅格宽度w较出料速度v对支撑间的间隙L0影响要大,但当层高h由0.2 mm变为0.1 mm时,栅格宽度对支撑间间隙的影响基本不变,而出料速度对支撑间间隙的影响成倍增长,并进行了实验验证。     

FDM快速成型技术中原理性误差分析

在全面分析FDM快速成型制件误差产生原因的基础上,着重分析了三角化过程及切片过程误差产生的原因.在三角化过程中,利用pro/E软件求出了不同弦差(ε)对应三角形数目.在切片过程中,分析了台阶效应产生的原因,并以四分之一的球体为例求出了阶梯误差(δ)的计算公式.最后提出了减小阶梯误差的方法,即斜切法、自适应切片法、直接切片法等.     

Accuracy prediction in fused deposition modeling

Fused deposition modeling (FDM) is a common additive manufacturing (AM) technology able to fabricate physical prototypes directly from virtual model without geometrical complexity limitations. Initially used to create concept models to help product design stage, FDM developed as regard materials, accuracy, and the overall quality of the output improved, becoming suitable for end use. At present, it is employed in process chains to significantly shorten product development times and costs and to produce parts in small and medium batch. A critical drawback which inhibits its diffusion is the obtainable accuracy. Only few indications, relating the dimensional deviations, exist, and they are conflicting each other, not allowing a reliable prediction. In this paper, a geometrical model of the filament, dependent upon the deposition angle and layer thickness, has been developed in order to predict the obtainable part dimensions. The model has been validated by an experimental campaign. The specimens have been investigated by means of profilometer analysis in order to study macrogeometrical and microgeometrical aspects. Finally, a case study highlighted the reliability of the model. The direct implication of this work is the capability, in process planning, to know in advance if the FDM part dimensions will satisfy the specification and the component will fit with others. Moreover, this model can be employed to choose the suitable manufacturing strategy in order to comply with industrial constrains and scopes.     

Sloping wall structure support generation for fused deposition modeling

Support generation is a key technology for some rapid prototype manufacturing processes. A novel support structure with sloping walls, as well as its generation algorithm, based on the STL model, was designed and tested for fused deposition modeling process in this paper. Three different types of support structure are generated according to different overhang geometrical features. Compared to the generally adopted straight wall structure, this support structure significantly reduces the volume of support structure, hence optimizes the fabrication process. Experiments show that it assists the fabrication of parts well and reduces the support material consumption and processing (or fabrication) time by about 30%.     

Planar reinforcement by sheet type stiffeners for fused deposition modeling

Journal of Mechanical Science and Technology - This paper presents a planar reinforcement (PR) method for fused deposition modeling. In the proposed PR method, planar reinforcing parts, such as...     

Process and material behavior modeling for a new design of micro-additive fused deposition

The aim of this paper is to explore the limits and special requirements for additive manufacturing using polymer extrusion with a nozzle diameter much smaller than the conventional one: 0.050 mm diameter. This work is focused on the nozzle design and analyzes the effect of such a reduced diameter on the extrusion process and on the cooling of material while being deposited on the part. The approach is based on experimental and theoretical studies starting from conventional fused deposition modeling technology where the study tested swelling and cooling of filament material during deposition. Experimental work was used to assess the validity of the theoretical model and the first normal stress equation which estimated a swelling factor (diameter) of 1.249 at 0.087 g/h mass rate. The convection coefficient (h) on the plastic part was estimated as7?W/m²?K on the first deposited layer; considerably lower than some references show.     

基于工作流的知识建模研究

讨论了知识与业务流程的关系，提出了基于工作流的知识建模及其系统框架；给出了模型相似度和关联度的基本算法；讨论了支持知识与知识、知识与人以及知识与过程的集成技术，以及将知识应用到企业的业务流程中的方法。总结实现基于工作流的知识建模关键技术，最后介绍了一个基于工作流的知识建模原型系统的应用。     

基于工业CT切片数据的反求建模技术研究

针对目前的反求技术研究都是对无分叉不带型腔的简单情况的零件,研究了复杂零件的工业CT(Industrial computed Tomography)切片数据建模技术,主要包括分割工业CT图像的方法、断层图像间的插值方法和反求重构等.采用基于边缘特征的二值化算法对图像进行分割,在此基础上提出了一种基于距离变换的目标图像插值方法,最后采用体绘制的方法对断层图像进行反求建模.对摩托车气缸头复杂零件工业CT断层数据进行了实验研究,实验结果表明,反求模型的合理性和平滑过渡都比较令人满意.     

一种基于CATIA的蜗轮蜗杆建模方法研究及应用

蜗轮蜗杆传动在实现大传动比减速器中应用广泛.为了缩短蜗轮蜗杆设计周期、提高效率及降低研发成本,以某阀门执行装置减速器中蜗轮蜗杆为原型,基于CATIA软件详细介绍了其建模方法.将建好的模型导入ANSYS软件,对蜗轮蜗杆的啮合情况进行有限元仿真,得到其齿面接触应力分布.根据Hertz弹性碰撞理论,在ADAMS软件中进行蜗轮...     

基于ANSYS的建模及分析方法研究

应用工程分析软件对机械产品进行结构分析和优化设计,可大大提高结构设计人员的工作效率,减轻结构设计人员的工作强度,是结构设计人员应具备的一项基本技术.本文用ANSYS软件对液压机上横梁进行建模及仿真分析,在保证了产品设计质量的同时,更是大大缩短了产品的设计周期,为企业抢占市场先机提供了一种有效手段.