熔融沉積成型零件變形機理及工藝優(yōu)化研究.pdf

1、在增材制造過程中，零件模型的成型質量，受模型幾何結構、成型過程中的參數設置和成型設備等多種因素的影響。本文以熔融沉積成型零件為研究對象，基于固化層片的材料力學性能差異、模型的幾何設計以及制造工藝參數，研究零件的翹曲變形機理及工藝優(yōu)化。課題建立了熔融沉積成型零件變形的描述模型，研究了材料熔覆、沉積成型機理及打印過程中的熱量、應力、應變對零件變形的交互作用；研究針對FDM工藝的設計模型對變形的抑制作用；利用實驗分析確定影響變形的主要因素以及

2、研究各因素對翹曲變形的影響程度。具體研究內容如下：
　　(1)FDM零件的變形機理研究。課題研究了3D打印零件成型過程中的應力產生和翹曲變形問題，建立了翹曲變形的數學模型，分析了FDM工藝中制件的層間應力和翹曲變形的關系。分析成型層的應力變化規(guī)律，根據成型過程中的熱量、應力和應變等參數，計算零件變形量。
　　(2)零件結構對翹曲變形的影響研究。研究設計不同結構零件形狀，研究測試成型過程中產生的翹曲變形，以確定適合FDM制造的

3、參數尺寸及結構特征。研究結論是，低填充密度、圓角外形結構以及相鄰兩表面夾角較大的表面結構，翹曲變形最小，適合3D成型制造。
　　(3)成型工藝參數對翹曲變形的影響研究。研究FDM工藝中填充材料的溫度、零件的布局方式、成型速度等工藝參數對翹曲變形的影響。通過正交實驗，測試不同工藝參數下的制件的翹曲變形值，定量分析各參數對翹曲變形的影響。
　　(4)基于參數優(yōu)化的零件工程設計應用研究。影響FDM成型制件翹曲變形的因素多而復雜，不