基于溫度影響的熔融沉積快速成型精度研究.pdf

1、熔融沉積快速成型技術(shù)(Fused Deposition Modeling Rapid Prototyping，簡(jiǎn)稱熔融沉積成型)是目前所有成型技術(shù)中最為廣泛應(yīng)用的一種快速成型技術(shù)。這種制造技術(shù)打破了傳統(tǒng)“去除材料式”的加工方法，大膽變革了原有加工方式，獨(dú)具創(chuàng)造性的開發(fā)出了“材料添加式”的新型加工制造方法，由于這種成型制造設(shè)備方便攜帶，并且制造產(chǎn)品高效，目前已經(jīng)被各個(gè)相關(guān)行業(yè)運(yùn)用到自身所需的領(lǐng)域。
　　本文主要的研究工作如下：

2、>　　1.首先概述了熔融沉積快速成型技術(shù)現(xiàn)階段的發(fā)展現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展趨勢(shì)。熔融沉積作為本論文的重要研究?jī)?nèi)容,詳細(xì)分析了其成型原理、工藝流程以及成型產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的類型。然后介紹了熔融沉積成型過程中成型工藝參數(shù)、成型系統(tǒng)、成型材料等各個(gè)因素對(duì)尺寸精度、表面質(zhì)量精度及形狀誤差的影響,并詳細(xì)分析了各項(xiàng)工藝因素對(duì)試件精度影響的原因。最后提出本文的具體研究?jī)?nèi)容、研究目的和研究的意義。
　　2.從熔融沉積成型原理以及具體成型過程入手,重點(diǎn)

3、分析了成型過程中引起試件質(zhì)量精度變化的原因。然后根據(jù)熱分析、熱輻射等基本理論，建立了熔融沉積成型時(shí)工件所處耦合流場(chǎng)的分析類型，并描述了試件在多種溫度耦合場(chǎng)下的瞬態(tài)熱分析與穩(wěn)態(tài)熱分析過程。最后根據(jù)各種工藝參數(shù)、材料性能參數(shù)以及物理參數(shù)的影響，推導(dǎo)出了基于數(shù)學(xué)模型的翹曲變形公式。
　　3.運(yùn)用有限元軟件的耦合分析功能，同時(shí)結(jié)合了熱-結(jié)構(gòu)耦合、熱-應(yīng)力耦合，創(chuàng)建了熔融沉積成型過程中溫度場(chǎng)的分析模型，并模擬出在不同成型環(huán)境溫度、成型材料溫

4、度和噴頭熱源溫度下成型工件的三種溫度場(chǎng)耦合情況，并最終求得試件本身的應(yīng)力、應(yīng)變、殘余應(yīng)力以及翹曲變形的分布情況。
　　4.利用模擬計(jì)算出的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與整理，并求解出方差、標(biāo)準(zhǔn)差、均值等基本數(shù)據(jù)。然后對(duì)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，并采用置信檢驗(yàn)，驗(yàn)證數(shù)據(jù)沒有顯著性化差異。最后通過軟件擬合出應(yīng)力、應(yīng)變、殘余應(yīng)力等相對(duì)應(yīng)的曲線，得出最優(yōu)的成型環(huán)境溫度區(qū)間。
　　5.對(duì)現(xiàn)有的熔融沉積快速成型設(shè)備進(jìn)行改造，使成型設(shè)備