ABS/GF大型制品3D打印成型工艺研究

通过搭建大型三维（3D）打印实验平台,并以玻璃纤维（GF）含量为20 %的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)/GF为实验材料,采用实验方法,研究了在计量螺杆转速（vc）为零时,不同的压力（P）对熔体挤出速率(v)、挤出物直径(d)、质量流量(qm)的影响,vc不为零时,不同vc和P对熔体qm的影响;研究了不同打印速度（vp）、vc、层高（z）对堆叠后单丝宽度(w)的影响。结果表明,随着P和vc的增大,v、d和qm呈增大的趋势;w随vp的增大而减小,随vc的增大而增大,随z的增大而减小;只有精确控制以上各工艺参数,才能实现熔体良好的流动及固化形态,从而保证大型3D打印制品的高精度成型。     

基于FDM螺杆式3D打印陶瓷基复合材料成型工艺参数的研究

基于螺杆式FDM快速成型设备,可以打印结构复杂、致密度高的氧化铝陶瓷粗坯,其工艺参数的选择对零件的成型精度有重要的影响。本文以PLA-PP-PW-SA为黏结剂的氧化铝陶瓷基复合材料为实验材料,探究了在喷嘴直径一定的情况下,质量流量与螺杆塑化温度和成型温度、容腔压力、螺杆转速的变化规律,并探究了不同层高下的打印效果。结果表明:在喷头直径为0.4 mm,螺杆塑化温度为160℃,成型温度为175℃,螺杆转速为0.3～0.8 r/min,容腔内压力在0.2～1.0 MPa,层高为0.2 mm的工艺参数下能够打印出较为理想的陶瓷粗坯。     

小型纺丝螺杆结构尺寸的优化分析

介绍了化纤纺丝螺杆的工作原理;针对25 mm小型螺杆纺丝过程中易堵料的现象,根据螺杆特性及固相分布曲线,对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚丙烯(PP)纺丝用螺杆的结构尺寸进行优化。结果表明:高熔点的物料应当适量增加螺杆加料段的有效长度来充分预热物料,防止发生堵塞现象;计量段螺槽深度(H3)影响螺杆的挤出量,但H3越大,螺杆的挤出量受压力波动的影响就较大,应根据螺杆特性曲线确定合理的H3;对于PET,H3为1.25 mm较适宜,在最大转速为40 r/min时,螺杆最大挤出量(Q)为3.133kg/h,而对于PP,H3为1.0 mm较适宜,在最大转速为85 r/min时,Q为3.9 kg/h,满足实验样机的要求。     

螺杆参数对注射机塑化单产能耗影响的实验研究

对注塑螺杆计量段槽深h3、长度L3、螺距S和螺杆与机筒内壁间隙δ四个因素建立正交试验,设计并加工实验所用的9根螺杆,通过转矩传感器测得螺杆塑化时的转矩和功率,计算出螺杆塑化时消耗的单产能耗,通过正交实验级差分析,给出了不同螺杆参数对塑化单产能耗影响因素的大小顺序.最后结合螺杆混合效果给出实验中混合最优能耗最低的螺杆参数,为实际生产中设计节能型螺杆提供了依据.     

316L/POM复合材料FDM成型件成型质量的研究

提出了一种基于熔融沉积成型(FDM)的金属3D打印技术,使用FDM打印机打印金属/高分子复合材料,得到的打印坯通过后处理脱脂和烧结成为金属零件。使用正交试验方法研究了分层厚度、喷嘴温度、填充线宽、成型方向对打印坯尺寸精度的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察了不同分层厚度的打印坯的内部结构。实验结果表明:打印坯的尺寸精度随着喷嘴温度和填充线宽的增大而提高,但成型方向对尺寸精度的影响并不明显;分层厚度是影响打印坯成型质量的主要因素,分层厚度越小,打印坯内部层间间隙越小,成型质量越高。     

基于3D打印技术的FDM薄板塑件表面成型精度试验研究

从三维(3D)打印技术中熔融沉积快速成型(FDM)的成型原理出发,先分析薄板塑件在成型过程中形成表面质量误差的主要因素,并设计相关实验,主要研究了分层厚度与挤出速度对薄板成型表面精度的影响,以及打印速度对表面粗糙度的影响.并分析得到了零件精度误差最小的参数组合为:分层厚度为0.2 mm、挤出速度为30 mm/s、打印速度为40 mm/s,从而进一步得到了优化制件加工参数的一般原则。     

螺杆参数对注射机塑化单产能耗影响的模拟分析

对注塑螺杆计量段槽深h3、长度L3,、螺距S和螺杆与机筒内壁间隙δ四个因素建立正交试验表,通过著名的流体有限元分析软件Polyflow分析了它们对注射机塑化能耗的影响,给出了对塑化单产能耗影响因素的大小顺序,为设计节能型螺杆提供了依据.     

FDM工艺参数及后处理对PLA筒形件成型质量的影响

为了提高熔融沉积成型（FDM）制件的尺寸精度和表面质量,以聚乳酸(PLA)筒形打印件为实验对象,采用正交试验设计方法,研究了分层厚度、喷头温度、打印速度和填充率对试样尺寸精度的影响规律,基于综合平衡法得出最优工艺参数组合为：分层厚度0.1 mm、喷嘴温度200 ℃、打印速度60 mm/s、填充率30 %;为了进一步提高试样的表面质量,对其进行蒸汽平滑处理,研究了处理温度和处理时间对试样表面粗糙度的影响。结果表明,粗糙度随处理温度的升高和处理时间的延长而降低,在50 ℃×7 min的处理条件下,试样表面粗糙度(Ra)从9.227 μm降低到3.435 μm,显著改善了试样表面质量。     

不同螺杆结构对注射成型塑化过程的影响

分别从注塑制品的冲击强度、重量重复精度及塑化时间方面研究不同计量段结构的注射螺杆对制品塑化质量及产量的影响,分析3种螺杆(即普通型、分离型及屏障型)分别加工结晶型和无定形物料制品的塑化质量及产量,筛选出量适合用于加工结晶型及无定形物料的螺杆.结果表明:计量段结构为分离型的螺杆最适合用于加工结晶型物料;计量段结构为屏障型的螺杆最适合用于加工无定形物料;普通型螺杆作为通用型螺杆既适用于加工结晶型物料也适用于加工无定形物料,但其塑化质量不及新型螺杆.     

注射塑化系统设计研究

注射塑化性能是衡量注塑机性能的重要指标。本文从理论和实践上,分析了注射塑化主要性能-计量重复精度的特征及其影响的诸因素,研究了塑化螺杆的主要结构及主要技术参数与塑化质量和计量重复精度的关系,提出了注射螺杆主要技术参数设计原则,较为详细分析机筒加热功率确定的原则,并举例进一步加以说明。本文还介绍了新的塑化理念的IMC注射塑化系统,供有关人士开发新颖注塑系统作参考。     

振动参数对动态注射螺杆塑化能力的影响

根据动态成型注射螺杆塑化时的工作特点,采用自行修正的Tanner本构方程,建立了螺杆动态塑化理论模型,并近似地给出动态注射螺杆塑化能力的表达式,研究了振动参数对注射螺杆塑化能力的影响。结果表明:注射螺杆的塑化能力随着螺杆直径、计量段螺槽深度、计量段长度的增加而提高;注射螺杆的塑化能力与螺杆转速成正比,与螺杆的背压成反比;保持其他加工参数不变的情况下,螺杆的塑化能力随着振幅和振动频率的增加而增强。     

运用正交试验对GB/PES复合粉末激光烧结工艺参数的优化

设计四因素三水平正交试验,以玻璃微珠(GB)/聚醚砜树脂(PES)复合粉末烧结成型件的弯曲强度和弯曲试件Z方向的尺寸精度作为参考指标,对激光烧结工艺参数进行优化。最终得到一组优化后的工艺参数为:激光功率20 W、扫描速度1 800 mm/s、扫描间距0.10 mm、分层厚度0.10 mm。无论是烧结成型件的弯曲强度还是弯曲试件Z方向的尺寸精度,在四因素中对它们影响最大的都是激光功率。     

螺杆式3D打印控制参数及成型精度优化

基于螺杆挤出原理设计了一款使用颗粒状原料的3D打印装置，可满足打印多材料工业级大型制件的需求。打印过程控制参数对制件质量、尺寸精度的影响较显著。利用自主设计的螺杆挤出式3D打印装置，以自制聚乳酸基复合颗粒材料为打印原材料，通过设计正交试验研究了在喷嘴直径和底板温度一定的情况下，喷嘴温度、打印速度、层高、挤出丝单位脉冲数4个过程控制参数对打印效果的影响，并且获得较优的工艺参数组合。从打印制件的质量、成型精度和拉伸力学性能3个方面进行分析，结果表明，喷嘴温度设置为210℃、打印速度设置为30 mm/s、层高设置为0.7、挤出丝单位脉冲数150为该装置的较优工艺参数组合。     

巴顿菲尔公司使小型注射成型机满足高性能应用的需求

小型螺杆的更新:凭借它的PLUS系列注射成型机( 2 5 0和3 5 0kN) ,巴顿菲尔公司提供了一整套小型低成本的机械。由于它操作简便、占地面积小,因而这一机械系列在加工厂商中成为最为流行的产品。但是,小的占地面积也意味着塑化单元要采用小的尺寸。PLUS系列采用在Euromap尺寸中为5 0和2 5mm的螺杆,另外还加上3 0mm的螺杆用于3 5 0kN机型。2 5mm螺杆,例如,L/D比为14时,生产小型零部件已经足够了。但是,这些机型的机器也能用于需要较高塑化必的应用,或是用于加工高敏感度的塑料材料,条件是它们要配备其几何形状能适应这类应用的变化了的螺…     

木塑复合材料单螺杆挤出机螺杆计量段的优化设计

从单螺杆挤出机的挤出过程及挤出理论出发,分析螺杆结构及其几何参数对螺杆塑化性能的影响,提出衡量螺杆塑化性能优劣的标准,并以此为优化目标,以竹粉/PP为例,对螺杆的相关几何参数进行优化。优化结果表明:木塑复合材料专用螺杆较普通塑料用螺杆更利于木塑复合材料熔体的输送,避免了因为木塑复合材料熔体黏度增加而出现的一系列问题。     

一步法注射成型胶料在机筒内的温度场分析

分析一步法注射成型胶料在机筒内的温度场。通过建立实体模型和数学模型,将整根螺杆平均分成6段,依次模拟机筒中胶料的温度变化,螺杆和机筒施加温度约束(140℃),将螺杆和机筒对胶料的热传导作为温度场的主要影响因素,热流密度呈线性变化。通过有限元分析,在螺杆长径比为14、导程为90 mm的情况下胶料在机筒停留48 s即可充分达到塑化温度,因此对螺杆参数进行优化,如改变螺杆螺距、减小螺杆长径比等,可以节省螺杆和机筒材料用量,达到设备设计优化的目的。     

熔融沉积成型(FDM)工艺参数优化设计研究

成型精度一直是熔融沉积成型(FDM)打印的关键问题,在分析了FDM成型原理、实践经验和硬件条件的基础上,对层高、打印速度、打印温度三个参数进行了优化设计。根据FDM成型原理建立理论模型,运用Matlab软件仿真分析了打印速度、打印温度、层高三个参数对制件表面质量的影响机理,设计三因素三水平正交试验方案来探究各参数对各方向尺寸精度的影响程度,确定了使得各方向成型精度较高的优方案,进而实现了FDM工艺参数优化。而试验结果也验证了理论与试验的一致,为实际操作提出理论指导。     

盘式螺杆微注塑机动盘结构优化研究

为了提高盘式螺杆微注塑机的塑化性能,通过多物理场建模仿真软件对其塑化过程进行了数值模拟,并对其动盘进行了结构优化.首先对动盘的结构参数进行了理论分析,然后对参数改变后的结构进行仿真计算与分析,探究各参数对塑化性能的影响规律,最终结合各参数对塑化性能的影响能力,考虑盘式螺杆实际情况设计出了动盘优化结构.结果表明,采用通过...     

尼龙线材FDM成型质量优化研究

为提高尼龙线材熔融沉积(FDM)成型精度和拉伸性能，基于试验法和灰色关联模型研究确定了尼龙线材的FDM成型精度和拉伸性能的影响因素并进行了优化分析。以打印速度、层厚、喷嘴温度、热床温度与填充密度为因素变量，以Z向成型精度、拉伸强度等成型质量为优化目标，进行了正交试验，并基于灰色关联分析和熵权法进行了成型质量与其因素变量间的灰色关联综合评价。结果表明，各影响因素对成型精度的灰色关联度大小依次为层厚>填充密度>喷嘴温度>热床温度>打印速度，对拉伸性能的灰色关联度大小依次为填充密度>喷嘴温度>热床温度>层厚>打印速度，各因素对成型质量综合影响程度大小依次为：层厚、填充密度、喷嘴温度、热床温度和打印速度，最优工艺参数组合为打印速度60 mm/s,层厚0.15 mm,喷嘴温度250℃,热床温度100℃,填充密度100%。研究结果为提高尼龙线材的FDM成型质量提供了数据支持。     

振动力场下聚乳酸/淀粉复合材料的制备及结构和性能研究

利用单螺杆动态塑化挤出机,分别在稳态和动态下挤出制备了聚乳酸(PLA)/淀粉复合材料,通过力学性能测试、DSC及SEM分析等方法考察了振动力场对复合材料结构及性能的影响。结果表明:适宜的螺杆转速范围是85~110r/min;当振幅为0.15mm、振频为5Hz时,复合材料的塑化效果最好,平均扭矩比稳态时下降了23%;振动力场的引入使PLA与淀粉的相容性得到提高。