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FDM的柔性材料3D打印工艺研究

采用传统FDM设备打印柔性丝材时,由于送丝力过大,易出现丝材弯折和回抽困难等问题,导致打印失败。在丝材FDM打印头上同时实现软硬材料的打印,有利于拓宽FDM 3D打印的应用领域。提出了一种仅通过改变弹簧尺寸来调节送丝力的简便有效方法,从而保证不同硬度材料的稳定打印。通过观察打印过程中送丝稳定性情况和成型制件的表面质量,得到适合材料打印的最佳弹簧弹性系数。研究结果表明:保证丝材稳定打印的送丝力随丝材硬度的增大而增大,适合TPE-83A、TPU-87A及TPU-95A三种柔性材料打印的合适的弹簧弹性系数分别为0.37 N/mm～0.48 N/mm、0.37 N/mm～0.70 N/mm、0.48 N/mm～1.32 N/mm;选择合适弹性系数的弹簧进行大尺寸样件打印时,打印稳定性良好,且制件表面质量佳,充分说明该方法的合理性。该研究结果对进行FDM送丝机构的结构设计具有借鉴意义。     

基于FDM汽车保险杠模型3D打印工艺研究

应用逆向建模方式创建汽车保险杠三维模型,并基于FDM技术特点实现其缩比模型的3D打印成型。通过分析汽车保险杠功能及承载需求,优化其缩比模型3D打印工艺参数,提高其成型性能,分析汽车保险杠产品应用熔融沉积成型技术加工的可行性。     

FDM 3D打印温度仿真分析

选用目前市场上一款畅销的3D打印热端组件进行产品建模,利用Floefd软件,以ABS打印材料为例,进行恒温控制的瞬态热仿真,获得温度传感器的温度-时间曲线,以及ABS材料493.15 K温度线的图形,为精确控制材料打印温度提供参考。     

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。     

FDM式3D打印技术研究进展

对FDM式3D打印机的结构,打印的材料,尤其是复合材料与应用,模型的结构优化等问题进行了系统的综述,最后对FDM式3D打印技术的发展方向进行了展望。     

桌面型FDM 3D打印设备的优化设计与精度分析

目前市面上桌面型FDM 3D打印设备种类繁多,受到结构稳定性、熔融温度、环境温度等多重因素的综合影响,其打印精度差异明显。为了提高打印精度,对某一桌面型FDM 3D打印设备影响精度的相关缺陷进行了分析,并对设备的箱体结构、运动系统机械结构、运动控制部分等方面进行优化设计。对设备优化设计前后的打印件精度进行了对比分析,相关数据表明,改进后的设备打印精度得到显著提升,相关技术内容对提升FDM 3D打印机打印精度具有实际意义。     

基于FDM 3D打印的模型数据前处理

针对三角面片之间存在繁杂冗余的拓扑关系,冗余数据繁杂直接影响后期切片处理的操作,提出一种基于广度优先搜索的STL文件拓扑优化的算法。当读入一个起始顶点时,通过广度优先搜索访问具有直接邻接关系的第一层顶点,同时标记每个顶点的时间标签顺序,接着更新三角面片的数组。通过广度优先搜索快速存储完所有的三角面片后,以VS2017和QT5.14为平台,利用OpenGL技术仿真模型显示原图和点云形式,为后续切片处理提供了方便。     

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。     

SLA光固化3D打印成型技术研究

SLA是最早、最成熟且使用最广泛的快速成型技术,SLA光固化3D打印技术具有提高了打印精度,节省产品开发周期,降低人工成本的优点,因此SLA光固化3D打印机在我国越来越受欢迎.本文根据教学过程中的经验和体会,简述SLA光固化3D打印成型技术,首先介绍了SLA光固化3D打印成型技术的基本原理,其次介绍了SLA光固化3D打...     

FDM大型3D打印机的制作与工艺分析

随着行业的发展,3D打印技术在工业领域的应用已成为不可阻挡的趋势。但是目前大多数3D打印机仍停留在桌面级,并不能真正推动制造业的大型化和工业化。因此,大型3D打印机的设计制作将会成为未来3D打印技术的研究方向。以北京通州区某机械公司一遗弃的数控机床为三维平台,制作了可打印大型铸造模具的工业级3D打印机,其中包括熔融挤出系统、三维移动系统、三维控制系统、基板加热系统等。以玻纤含量为20%的ABS为材料,初步探究了其打印可行性。研究了不同计量螺杆转速和压力对熔体挤出质量流量的影响;研究了不同打印速度、计量螺杆转速、层高对堆叠后单丝宽度的影响。通过对实验数据的分析,得到了不同工艺参数对质量流量和丝宽的影响规律,解决了熔体堆积过程中流量分布不均及溢料问题,并为后续打印提供了数据依据。对打印机进行模具打印测试,验证了其打印可行性。     

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。     

挤出式FDM 3D打印喷头的优化设计

针对挤出式FDM 3D打印喷头结构进行优化设计.采用数值模拟方法,建立了喷头有限元分析模型,分析了不同的加热套材料、不同加热棒数量、不同材料腔直径对喷头温度分布的影响规律,确定了优化的结构,并制作挤出式FDM 3D打印喷头.用红外热像仪对喷头温度分布进行了测量,喷嘴处实测温度和模拟温度偏差为0.59℃,推杆与材料腔的配...     

基于FDM工艺的桌面级3D打印机的设计

为了提高以往3D打印机打印精度和质量,对打印装置的整体结构提出了创新设计方案,该打印机通过步进电机带动丝杠旋转,利用丝杠上的滑块带动连杆控制打印喷头在一定空间内准确移动,配合底部工作台实现FDM熔融沉积技术的快速打印.优化处理了打印机控制方案,使得结构简单新颖,同时可以提高打印机工作效率,并通过机械结构始终保证打印喷头...     

基于FDM技术的3D打印支撑结构自动生成算法研究

基于FDM技术的3D打印原理是靠加热的喷头挤出熔融的热丝层层堆积而成的。因此对于存在悬臂结构的模型,支撑结构的存在十分必要。为满足模型中形状复杂多变的待支撑区域,提出一种可以适用于复杂形状的树状支撑结构的生成算法。提出的算法基于STL文件模型,根据待支撑区域的特征提取出模型待支撑区域,然后在待支撑区域内由上而下依次建立树干从而生成树状支撑结构。提出的算法明显减少了支撑结构所用材料,提高了打印效率,并且便于模型和支撑结构的分离。     

FDM熔融沉积3D打印悬垂结构试验研究

为了指导3D打印技术课程实训与技能竞赛、研究PLA聚乳酸材料熔融沉积成型悬垂面的表面质量和打印效率,通过自主设计悬垂模型结构,试验研究了不同悬垂角度下悬垂结构表面的成型质量;并且,通过单一变量法,对悬垂模型结构的打印层厚、填充密度、有无支撑三个工艺参数进行了试验研究,结果表明：打印层厚对悬垂结构熔融沉积成型效率影响最大、填充密度对悬垂成型外表面质量影响最小,并为3D打印实训课程的教学和技能大赛中悬垂结构熔融沉积成型提供了方法参考。     

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 3D打印聚醚醚酮零件摩擦磨损特性研究

为研究3D打印各向异性对摩擦性能的影响,通过熔融沉积成型(FDM)制备了0°、45°、90°3种打印角度的聚醚醚酮(PEEK)试样,研究3种不同打印角度及载荷变化对PEEK试样摩擦学性能及磨损机制的影响。利用MFT-5000摩擦磨损试验机对PEEK材料进行室温水润滑下的往复滑动摩擦试验,用超景深显微镜观察磨损后表面形貌。试验结果表明：不同载荷下3种打印角度试样的摩擦因数由大到小依次为0°试样、90°试样、45°试样,磨损率由大到小依次为90°试样、45°试样、0°试样;随着载荷的增大,3种不同打印角度试样的摩擦因数均呈现下降趋势,磨损率则呈现上升趋势;PEEK磨损机制是黏着磨损以及疲劳磨损引起的表层脱落。