基于FLUENT模拟的熔融沉积快速成型喷头工艺参数研究

喷头是熔融沉积快速成型工艺最重要的部件之一。对喷头结构进行介绍,分析出喷头几种重要的工艺参数,进行有限元理论分析,建立喷头三维模型,用FLUENT软件对喷嘴直径为0.2、0.5、0.7 mm时的喷头结构进行分析。分析其温度场、速度场、压力场,找到不同送丝速度下的挤丝速度、压力损失、喷嘴处温度之间关系。仿真分析结果表明:在成型过程中选择合适的工艺参数,可以防止材料在喷头内堵塞,提高成形表面的表面品质。     

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。     

熔焊快速成型中焊接工艺参数与焊缝几何尺寸的关系

熔焊快速成型过程中焊缝几何尺寸与成型零件的精度有着密切的关系,本文在TIG熔焊快速成型中,首次采用了二次通用旋转回归设计方法设计了试验方案,通过试验数据的统计检验,求出了置信度较高的以焊接电流、焊接速度和送丝速度为因子的熔池形状回归方程.     

FDM工艺精度分析与试验研究

熔融沉积成型技术的不断发展受到了各行各业的关注,在快速成型过程中的每一环节都会产生误差,这严重影响了产品的精度。通过对熔融沉积工艺流程进行介绍,分析了影响产品精度的多个因素并提出相应的解决方法。进一步将影响快速成型精度的喷头温度、扫描速度、分层厚度3个因素进行试验分析,得到了影响精度的主要因素,并结合实际经验进行对比分析,得出相关结论。对进一步研究熔融沉积成型技术工艺以及提高成型件的精度具有参考意义。     

金属熔融三维直写喷头结构优化研究

在金属熔融三维直写技术过程中,送丝过程能否顺利进行将直接影响到最终成形件的品质。针对成形过程中常出现送丝不稳定的问题,分析了喷头中金属丝的受力情况。研究结果表明:通过减小送丝速度、喷头加热区长度、缩颈部分流道长度,以及增大缩颈部分流道直径的方法,可以有效降低喷头中丝材所受到的沿程阻力。同时通过直写单道实验证明,当喷头内总的流动阻力越小时,直写单道实验结果越好。     

基于Fluent的FDM 3D打印机喷头分析与结构优化

针对熔融沉积型3D打印成型件容易出现产品精度比较差的问题,以喷头出口处流体速度为研究方向,建立喷头的流体分析有限元模型,设计田口方法,分析在加热腔长度、丝料过道长度、加热腔温度3个因素的水平组合条件下的流体速度;建立喷嘴三维模型,运用ANSYS Fluent软件对模型进行仿真分析,获得出口截面速度云图,分析出口截面速度方差,并对喷头进行结构优化设计。通过理论与实验相结合的方法,证实优化后的喷嘴有效提高了产品精度。实验结果表明:加热腔长度h_1=5 mm、丝料过道长度h_2=8 mm、加热腔温度T=240℃时,打印产品的精度最高,为喷头的结构优化提供了参考。     

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。     

5A06铝合金激光-TIG电弧复合填丝焊的特性

进行5A06铝合金激光-TIG电弧复合填丝焊接试验,分析了堆焊条件下激光功率、离焦量、光钨间距、焊接速度、焊接电流、送丝速度等工艺参数对焊缝成型的影响规律。试验表明,激光-TIG复合填丝焊工艺适应性好,能在较宽的工艺范围内实现铝合金的良好连接;激光功率、离焦量、焊接速度及送丝速度对熔深的影响较大,而焊接电流在80~180 A,光钨间距在4~8 mm范围内时对焊缝熔深影响不明显;实现了6 mm厚对接接头激光-TIG电弧复合填丝工艺的焊接,获得了成型连续稳定、无气孔和裂纹等缺陷的优质焊缝。     

电子束填丝工艺对堆焊焊缝成形的影响

利用电子束填丝焊工艺在304不锈钢基体表面堆焊低碳钢焊丝获得堆焊层,并系统地研究了影响堆焊层成形质量的主要工艺参数.重点讨论了束流、焊接速度、送丝速度、填丝角度和填丝方位对堆焊层宏观质量的影响规律.结果表明,焊接热输入和送丝速度的匹配是决定焊缝成形的最主要因素,在相同工艺参数下,焊缝宽度取决于束流,束流越大,焊缝越宽,填丝角度影响着焊缝熔深,随填丝角度的增大,熔深逐渐增大,而采用前置填丝方位更易保证焊接过程的稳定及焊接精度.     

低熔点合金3D打印机喷头系统设计

针对FDM型金属3D打印机存在的打印能力有限、喷头结构笨重、成型材料冷却速度较慢等问题,基于低熔点合金的物理特性,设计了一种3D打印机喷头系统,包括材料制备装置、喷头、送料装置、回收装置、抽取装置、气体净化装置和控制装置。材料制备装置与喷头分离,作为独立单元设计;送料装置能够有效地清理喷头及其导料管中的打印余料;喷头上的风冷装置可以加快成型材料表面气体的流动并抽取有害气体;气体净化装置用于处理铅或者镉的氧化物烟尘。此系统支持长时间连续打印,适用于安装在各类FDM型金属3D打印机的三维运动机构上。