基于灰关联度分析的FDM工艺参数优化研究

针对熔融堆积成型工艺中的加工时间、尺寸精度、翘曲变形3个指标,选择线宽补偿(A)、挤出速度(B)、填充速度(C)和层厚(D)4个工艺参数作为控制因子。首先,通过正交实验确定控制因子对单个指标的影响程度,然后进一步利用灰关联度分析确定控制因子对综合指标的影响程度及最佳工艺参数组合方案。结果表明对综合工艺指标影响的主次顺序为A、D、C、B,最佳制作参数组合为A1B3C3D3。     

STL文件参数对熔融沉积成型过程的影响研究

目前快速成型的主要数据接口文件格式有STL、IGES和STEP等,其中STL文件格式已经成为快速成型制造的标准接口格式。采用Pro/E 5.0软件,以机床导轨简化模型为例进行建模与STL文件转换,通过设置不同的弦高(因素A)、角度控制(因素B)和步长大小(因素C),并利用正交试验,分析各因素对工件成型效率与成型质量的影响。通过试验得出上述3个因素对成型效率指标影响的主次顺序依次为因素C、因素B、因素A,从而确定效率最优组合为C2B3A1;对质量指标影响的主次顺序依次为因素C、因素A、因素B,质量最优组合为C1A1B3。在熔融沉积成型(FDM)3D打印机上进行试验验证,试验结果表明,应用上述两个组合分别进行熔融沉积成型确实能得到较高的成型效率和质量。     

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。     

结合熵权TOPSIS的FDM成型工艺参数多目标优化研究

针对熔融沉积成型试件的长度偏差率、宽度偏差率、孔隙率这3个目标,选择挤出速度(A)、填充速度(B)、分层厚度(C)和填充方式(D)作为控制因子,通过正交试验确定了各控制因子及因子间交互作用对单个目标的影响程度,并基于熵权TOPSIS模型对试验结果进行综合评价,以相对贴近度作为综合工艺目标,结合极差分析和方差分析,确定了各控制因子及因子间交互作用对综合工艺目标的影响程度,得出了最佳工艺参数组合方案,同时对优化方案进行了试验验证。结果表明,填充方式、填充速度以及挤出速度与填充速度的交互作用对综合工艺目标有较强的影响,最优工艺参数组合方案为A1B3C1D1,且优化方案在综合工艺目标上提升了2.25%。     

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打印工艺对成型件精度的影响

FDM打印的关键问题就是成型精度,采用正交试验的方法对成型件加工过程中的工艺参数进行优化,在得到好的成型精度的基础上获得了较好的工艺参数组合。     

数控加工参数对FDM成型精度影响研究

为了提高熔融沉积成型(FDM)打印件的表面质量,提出利用数控加工方式对FDM工艺成型件进行表面加工的后处理方法。采用正交试验法,分别研究主轴转速、进给速度和切削深度等数控加工参数对FDM工艺成型件的表面加工误差和表面粗糙度的影响。结果表明,通过数控加工可以有效提高FDM工艺成型的精度。当主轴转速为600r/min,切削深度为0.4mm,进给速度为0.1mm/min时,加工误差达到最小值0.01mm。当进给速度为0.1mm/min,切削深度为0.4mm,主轴转速为400r/min时,表面粗糙度达到最小值1.824μm。     

PLA材料在FDM过程中翘曲变形的优化

翘曲变形是熔融沉积成型(FDM)过程中经常出现的问题。影响精度变化的主要因素是打印喷头温度、打印速度以及成型室温度。基于有限元仿真软件ANSYS,采用生死单元技术,对3D打印过程中的不同参数进行了对比模拟,得到了最优的打印参数为:打印喷头温度为200℃,打印速度为30 mm/s,成型室温度为35℃。对以后的3D打印提供了参数选择依据。     

工艺参数对并联3D打印机成型精度影响分析

为提高并联3D打印机的打印成型精度,针对影响其打印成型精度的主要工艺参数进行试验分析,对打印头温度、打印速度、分层厚度和工作平台温度这四项工艺参数设计4因素3水平的9组正交试验,通过因素极差图和方差分析,研究各个因素水平对打印件x、y、z方向尺寸精度、圆孔直径和表面粗糙度的影响程度,并得到对打印成型精度影响较小的最佳工艺水平组合。结果表明,打印头温度、分层厚度对打印件尺寸精度影响较为显著,打印速度对表面粗糙度影响较为显著。     

基于稳健设计的FDM成型件尺寸精度的优化分析

本文主要对FDM熔融堆积成型中成型件的尺寸精度进行研究。根据成型工艺过程,在众多影响因素中选择主要因素,采用稳健设计方法设计实验参数,以寻求保证成型件尺寸精度的最优组合参数,并为后期设备及工艺参数的优化提供依据。     

采用熵权TOPSIS模型的电火花线切割电参数优化

电参数直接影响电火花线切割的加工效率和表面质量。以正交试验数据为基础,通过熵权法得到各个试验指标的客观权重,并根据权重获得综合指标,对综合指标求其极差,得到一组最优电参数方案A2B1C4D1。同时利用TOPSIS法处理正交试验数据,获得一组贴近度值最小的电参数方案A2B3C4D1。两组方案进行试验对比,验证表明,A2B1C4D1贴近度为0.154,比A2B3C4D1更加贴近"正理想解",其表面粗糙度值为2.147?m,材料去除率为38.17mm2/min,分别增加了0.56%和1.3%,试验结果具有有效性,采用熵权TOPSIS法对电火花线切割实际加工有一定理论指导意义。     

色母粒影响聚乳酸成型质量的实验研究

针对不同添加剂(色母粒等)的聚乳酸(PLA)材料,在熔融沉积式(FDM)打印机成型质量不同的问题上,对FDM打印机成型过程涉及的工艺参数进行归纳研究,提出了一种根据PLA添加剂(色母粒等)不同而进行调整FDM成型工艺参数的方法。基于材料力学的理论知识,建立了PLA材料成型过程的数学模型,选取了某厂家同批次的6种PLA材料,用正交试验方法验证了不同添加剂(色母粒等)的PLA材料对成型质量的影响。实验结果表明,添加剂色母粒对聚乳酸成型质量有较大影响,使用不同色母粒添加剂的聚乳酸时,必须适当调整成型工艺参数,以保证成型质量,并能够有效指导PLA材料在桌面版3D打印机的应用。     

包埋工艺参数对碳/碳复合材料表面SiC涂层致密性的影响

采用包埋法在碳/碳(C/C)复合材料表面制备出不同致密度的SiC涂层,用正交试验法系统研究了包埋温度(A)、包埋时间(B)、烧结助剂Ⅰ含量(C)、烧结助剂Ⅱ含量(D)、硅含量(E)等工艺参数对SiC涂层抗氧化性能(用抗氧化性能表征涂层的致密性)的影响.结果表明:研究的包埋工艺参数对SiC涂层抗氧化性能(致密性)影响的显著性从大到小依次为A,C,E,D,B;在A1B1C1DE1工艺条件下所得的SiC涂层最疏松;通过改进参数,在A3B2C4D2E4工艺条件下所得的SiC涂层最致密,该涂层可在1 500℃空气中提供10 h以上的抗氧化保护.     

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。     

工艺参数对FDM成型方法圆筒制件的精度影响

熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling,FDM)是基于热源融化丝状材料的3D打印技术,以圆筒制件为模型,使用FDM成型方法进行3D打印,以分层厚度、填充密度、填充速度、挤出头温度为影响因素,获得了不同工艺参数下的壁厚误差和表面粗糙度Ra值。     

打印机底壳注塑工艺参数优化设计

以打印机底壳为研究对象,借助Moldflow有限元分析软件和正交实验设计方法,研究熔体温度、模具温度、注射时间、保压时间和保压压力对产品翘曲变形量的影响,确定最佳工艺参数组合。实验结果表明注塑工艺参数对翘曲变形影响程度顺序为保压压力(E)注射时间(C)熔体温度(A)保压时间(D)模具温度(B);最佳工艺参数组合为A_3B_4C_4D_1E_4(下标为正交实验水平参数),最佳工艺参数组合的翘曲变形量2.308mm,翘曲变形有较大改善。     

采用Design-Expert分析多参数对FDM成型的影响与优化设计

FDM技术的多参数综合优化是该领域研究的热点问题。通过Design-Expert设计和优化了FDM打印试验,利用其中的Box-Behnken试验设计方案,建立了成型件综合性能与各个打印参数(打印层厚、挤出速度、填充速度、填充率)之间的二次方修正模型,分析了各参数对成型综合性能的影响的主次顺序。以成型件的综合性能获得最大值为优化指标,得到最佳参数组合。通过实验验证,预测值与实测值吻合度较好。该方法实现了在较小的试验工作量情况下取得较高的打印质量,将为FDM技术的参数优化提供指导。     

FDM工艺参数对成型制品表面粗糙度影响的研究

随着熔融沉积(FDM)的进一步应用,制品成型精度成为FDM在工业发展中的关键问题。文中介绍了FDM的工艺原理,阐述了FDM系统中的主要工艺参数,并通过成型设备及实验分析了它们对成型制品表面粗糙度的影响。     

基于正交试验薄壁件注塑分析及优化设计

利用Moldflow软件对薄壁件的注塑成型过程进行了模拟分析,设计了两种注塑成型方案,并进行了模流分析和翘曲情况分析,选择出最优的注塑方案。使用正交试验法分析翘曲变形的影响因素,寻找最优参数使薄壁件的翘曲变形最小。分析结果表明:薄壁件最优的注塑方案为两个浇口注塑方案;各因素对翘曲变化的影响程度为保压压力保压时间熔体温度模具温度;最优工艺参数为A2B1C2D2,即熔体温度280℃、模具温度60℃、保压时间10s、保压压力140MPa。最大翘曲变化量由优化前的2.781mm降到优化后的1.661mm。     

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。