基于切片软件新功能优化FDM成型的研究

随着熔融层积成型技术(FDM)近年来受到越来越多的关注,其成型工艺成为了制约其制件应用的重要因素之一。制件成型受诸多因素综合影响,且缺乏明确的量化评价标准。聚焦切片软件的新功能,重点针对挤出、支撑、层厚和填充等常见成型问题,分析了通过几项软件新功能对上述问题实现良好优化的可能性。经理论分析和实验验证,上述软件的新功能能有效提高制件的成型效果。     

基于熔融沉积成型3D打印模型表面质量的研究

由于FDM技术本身的工作原理,3D打印模型表面不可避免地存在阶梯效应。研究分析了模型表面阶梯效应的形成机理,以具有2种不同截面的三维试验模型为研究对象,验证了系统分层厚度d和模型成型方向夹角α对表面粗糙度系数δ的影响,试验实测数据基本与理论计算数据保持一致。提出了改善模型表面阶梯效应的措施和方法,为提高3D打印模型表面质量提供了有效地解决方案。     

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。     

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...     

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...     

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。     

选择性激光烧结3D打印参数对成型精度影响研究

选择性激光烧结的成型过程中,零件的成型性能主要受激光功率、扫描速度、扫描间距与激光能量密度等多种因素的影响。采用实验方法研究了PS粉选择性激光烧结工艺,通过测量烧结件的尺寸精度,得出不同影响因素对烧结件成型精度影响的变化规律。通过实验结果发现,激光功率、扫描速度、扫描间距分别通过改变激光能量密度影响成型精度,并得到成型件精度与激光能量密度的变化规律,同时选出最佳的加工参数与加工方式,指导实际生产。     

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。     

FDM快速成型技术在动漫模型制作中的应用

由于传统加工无法满足动漫模型形状复杂、单件小批量,制作周期短,而3D打印技术中的FDM快速成型技术可以解决这些问题。根据FDM快速成型技术成本低、体积小、无污染以及制作速度快的特点,利用简易型快速成型机完成了一批客户急需的动漫模型的制作。针对模型在制作过程中由加工设备、加工参数等因素产生的冷却收缩变形以及开裂等缺陷进行了分析。提出了对模型抽壳或者掏空的方案减小了模型的冷却收缩变形,优化了加工工艺参数以提高模型的质量和制作的效率。     

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。     

3D打印成型工艺及材料应用研究进展

系统阐述了当前几种主流的三维打印成型工艺的技术特点,着重介绍了三维打印所用材料的特点、改性研究及应用领域.最后结合国内外研究的最新进展,对三维打印材料及相关技术进行了展望.对进一步研究3D打印的成型工艺技术,拓展3D打印材料的种类及应用范围具有指导意义和参考价值.     

连续碳纤维复合材料3D打印的成型工艺研究

连续碳纤维复合材料3D打印的成型质量与成型性能受到三维成型过程中温度、速度、层高等多工艺条件及复合材料本身、打印喷头等多物理参数的影响,合理工艺参数的选择是高质量碳纤维三维成型的保证。针对碳纤维长纤复合材料连续性与各向异性的特点,研究了连续碳纤维3D打印的系统构成与工艺模型,分析了三维成型过程中不同工艺参数与成型结果间的影响关系,通过3D打印实验验证理论分析的正确性。研究为连续碳纤维复合材料3D打印合理工艺条件的选择提供了依据。     

大流量颗粒料3D打印跳转拉丝控制研究

由于FDM技术本身工艺特点及热塑性材料的粘流特性,在打印过程中容易产生拉丝现象,影响打印件的表面质量和尺寸精度.通过对大流量螺杆挤出沉积成型打印过程中的跳转拉丝问题进行研究,明确了形成拉丝现象的原因,以及影响拉丝量、打印件表面质量和尺寸精度的因素及规律,最终通过优化打印工艺参数,得到了较好表面质量和尺寸精度的打印件.研...     

熔融沉积式3D打印切片轮廓路径优化算法

在研究3D打印切片过程中,针对当前存在打印效率低、加工时间长等问题,提出一种熔融沉积式3D打印切片轮廓路径优化算法.该算法采用一种改进的最短距离法确定各个轮廓的打印起始点,并将蚁群算法与遗传算法有效结合,形成一种改进的蚁群算法模型,最后应用到3D打印切片轮廓路径规划中,求出单层轮廓的最优打印顺序.通过与传统切片软件Cu...     

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。     

基于RSM-RVEA的FDM增材制造工艺参数优化方法

与传统制造生产的效率相比,当前的3D打印生产效率仍相对较低。因此,如何优化工艺参数,以提升打印件性能、缩短打印时间和减少材料成本,对于提升制造效率来说至关重要。针对这一问题,借鉴传统多目标问题优化方法并结合数值分析,给出一种面向熔融沉积制造(Fused deposition modeling,FDM)的工艺参数优化方法。具体来说,该方法通过响应面法来引导和减少数值分析次数,所得到的回归方程采用基于参考向量引导的进化算法(Reference vector guided evolutionary algorithm,RVEA)来寻找工艺参数的Pareto最优解。同时引入角度惩罚技术,使得该方法在进化初期注重收敛性,在进化末期注重多样性,有效地提高了迭代计算的平衡性。相较于其他工艺参数优化方法,本方法能够更好地提升打印效率并降低制造成本,且具有较好的可靠性。     

基于力学性能的聚乳酸3D打印工艺参数优化

文章通过正交试验方法研究了基于熔融沉积成型3D打印的打印速度、打印温度以及打印层厚等工艺参数对聚乳酸试样力学性能的影响规律.研究结果表明:基于抗拉强度、延伸率及冲击韧性的综合考虑,本试验范围内的最佳3D打印参数为打印速度90 mm/s、打印温度210℃、打印层厚0.20 mm,其抗拉强度可达13.218 MPa,延伸率...     

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...     

工艺参数对人工神经导管3D打印成型精度影响

这里采用熔融沉积式(FDM)3D打印机进行人工神经导管的制备,通过对成型的人工神经导管的管壁的缝隙、壁厚、线宽及表面质量等外观形貌进行分析,研究了送丝速率、芯轴转动速率、喷嘴移动速度的配比关系对人工神经导管成型精度的影响,得到了优化的工艺参数设定区间。在打印直线通道时送丝速率与喷嘴速度在配比i₁范围在100:1～500:1时出丝正常,线高线宽变化平稳。在打印螺旋线管壁时,喷头的移动速率与主轴的转动速率间的相互匹配关i₂主要影响出丝线宽。在i₂=1:14～1:20时出丝线宽均匀,其在打印管壁时达到无缝融合;送丝速率与喷头移动速度i₃的匹配关系主要影响神经导管的壁厚,i₃=18:1～35:1壁厚逐渐减小,且避免了由于挤出材料过多致使在打印过程中形成了材料堆积,螺线管的外表面质量较差,厚度不均匀等现象。结果表明在上述参数范围内可以加工出的人工神经导管壁厚小,表面质量好。     

糊状食材3D打印工艺参数对成形形貌的影响研究

3D打印工艺参数是影响成形形貌的关键因素,研究食品3D打印工艺参数与成形形貌的关系对实现高效、稳定成形具有重要意义。依托自主研发食品3D打印装置,以糊状食材为打印原料,通过气压挤出系统可对食品打印成形实现实时准确控制。通过实验,研究可可粉等食品打印原料的打印速度、喷嘴出口与基板成形区距离等工艺参数对食品成形形貌的影响。进一步研究多层成形打印策略调整,优化工艺参数后,实验结果表明多层成形宽度和高度精度分别提升66.1%和13.0%。开展的相关研究及扩展成果,对以后食品3D打印技术的深入研究具有一定的参考意义。