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。     

熔融沉积成型3D打印喷头热力场分析及散热优化

熔融沉积成型3D打印机在熔胶过程中,喷头内的线材会出现半熔流动性差的线段,该现象会影响喷头的打印效果,甚至会引起喷头堵头。针对此现象,设计出一款温升效率高、结构精简、投入成本低的3D打印喷头喉管冷却装置。通过ANSYS软件对方案进行了热学仿真分析后进行结构优化,得到一种温度场分布更优的方案。通过与现有的两种方案在温升效率、正空间性能和打印精度三方面进行实验比对,同时对3种方案进行成本分析。结果表明,本设计优化后的方案在保证打印精度和温升效率的情况下,提高了喷头的性能,并降低了成本。     

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...     

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。     

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。     

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。     

熔融沉积快速成型工艺的原理及过程

快速成型技术中的熔融沉积造型(FDM)工艺由于设备费用较低、材料利用率较高而在实际生产中得到广泛的应用。介绍了FDM的工艺原理和工艺过程，并指出该工艺的特点及应用范围。     

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。     

熔融沉积成型工艺参数优化研究

在熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)的工艺过程中,有很多工艺参数影响着其成型精度,着重分析了挤出速度(A)、扫描速度(B)、层厚(C)和喷头温度(D)这4个参数对FDM工艺成型精度的影响。通过正交试验得出各指标最优时这些工艺参数的组合。利用矩阵分析法对多指标正交试验进行优化,从而确定了各个因素对试验指标值影响的主次顺序为C、D、A、B,最优组合为A_2B_2C_2D_3。试验结果表明该方法能有效提高成型件的综合性能。     

熔融沉积快速成型送丝机构的研究与设计

稳定足够的摩擦驱动力是提高成形质量的关键。为了控制驱动力的大小,保证稳定的出丝过程,分析了摩擦驱动力的影响因素,并通过理论分析推导出摩擦驱动力的计算公式。送丝驱动机构是喷头系统设计的关键,依据分析的驱动力影响规律,设计了一种开放式的远程送丝机构,该机构能够提供足够大的送丝驱动力并且送丝平稳,具有重要的实际参考价值。     

面向熔融沉积成型的树状支撑结构生成设计方法

为快速有效地生成熔融沉积成型工艺所需的稳定支撑结构问题、为3D打印提供多类型支撑结构,通过分析典型树状结构生成算法,提出一种树状支撑结构设计方法。对L-系统的字符串进行统一参数化表达,采用改进的L-系统算法对最简单单轴结构、一般单轴结构和合轴结构的生成算法进行了设计,并结合应用实例验证了所提方法的可行性。     

熔融沉积成型聚合物熔体挤出速度控制

在熔融沉积成型中对熔体流经液化管和喷嘴的沿程压力降进行理论计算，得出了熔体挤出沿程的压力降与挤出流率、成型温度的关系。通过实验测出驱动电机的负载特性曲线，在此基础上确定了稳定挤出与不稳定挤出的速度区间。研究结果对于确定成型过程的挤出参数、保证成型精度具有重要参考价值。     

熔融沉积成型中的原型翘曲变形分析

熔融沉积成型(FDM)是一种典型的快速成形(RP)技术。该文以熔融沉积成型过程中制件的翘曲变形为研究对象,分析了层间应力和翘曲变形产生的根源及其作用机理,建立了原型的翘曲变形模型。通过对模型的分析,定量地分析了沉积层数、环境温度、材料的线收缩率等工艺参数对原型翘曲变形的影响,并提出了减小原型翘曲变形的相应措施。     

熔融沉积快速成型技术中扫描填充速度的模拟与实验研究

基于熔融沉积快速成型试件在成型后的质量精度问题,主要以扫描填充速度为研究点,通过软件模拟与试件具体的成型实验探究了扫描填充速度大小对试件成型质量的影响。在软件模拟中运用高斯热源模型,攻克了喷头热源处理不恰当和扫描填充速度难以模拟的难题,研究分析后发现不同扫描填充速度对成型试件的力学性能有影响。在具体成型实验中,通过成型出在不同扫描填充速度下所成型的试件后,再依次进行关于试件数据的测量。模拟结果与成型实验最终表明:在熔融沉积成型制造时选择适当的扫描填充速度可以有效减小成型件的应力和成型后的残余应力,并有助于使成型产品获得较高的质量精度。     

熔融沉积成型彩色3D打印控制研究

目前熔融沉积工艺(FDM)3D打印机大多数只能打印颜色单一的模型,为了改善这一现状,在深入研究现有3D打印机的基础上,设计出一套可以实现彩色成型的3D打印控制方案。该方案以Hbot机构为主要机械结构,使用混色挤出头作为成型挤出头,同时应用Bresenham直线算法,三次多项式型加减速控制算法对系统进行运动控制。为了验证该方案的有效性与稳定性,以过渡色打印和多色打印进行打印测试。结果表明,所提出的控制方案可以在精确地完成模型打印的前提下,同时保证很高的稳定性。     

熔融沉积快速成型工艺参数优化分析研究

基于熔融沉积快速成型技术,分析不同的因素对最终成型精度的影响.建立直线外轮廓与圆弧外轮廓的两种数学模型并推导相应的表面误差理论公式,用公式将误差具象化,将公式导入MATLAB软件生成误差分析图.对分层厚度,填充率,打印速度三因素设计正交试验方案探究各因素对成型精度的影响,分别从X,Y,Z三方向确定了各因素的影响效果,进...     

熔融沉积成型工艺中构建时间的研究

为了解决熔融沉积成型制造中存在零件原型构建时间过长的问题,本文在研究了零件原型构建时间产生机理的基础上,给出了构建时间的理论计算方法并分析了影响构建时间的因素。以不同边长的实心立方体为例,通过理论计算得到的构建时间与实验所用构建时间相对比,分析了产生时间差值的影响因素,得出了零件原型体积与构建时间的数学关系式,进一步为缩短零件原型构建时间提供了研究方向。     

薄壁零件熔融沉积快速成型工艺的研究

对于薄壁零件，其快速原型的成型工艺与一般零件的成型工艺有着很大的不同，通过实验，对这类零件的熔融沉积快速成型工艺进行了研究，得出参数选择的一般原则，提高制件的加工精度和表面质量。     

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.