3D打印過程的計算機仿真研究.pdf

1、本研究的目的是對3D打印過程的可視化仿真，并同時獲得在打印過程中溫度場、應(yīng)力場的變化歷程，從而實現(xiàn)對3D打印件變性、開裂、翹曲等性能的預(yù)測和分析，進(jìn)而為修正設(shè)計和優(yōu)化打印工藝提供可靠依據(jù)。
　　本文以面向?qū)ο蟮木幊趟枷霝橹笇?dǎo)，通過在ABAQUS平臺上使用Python程序創(chuàng)建打印過程中的各要素模型，將打印過程程序化。模擬程序以實體零件的CAD文件作為輸入信息，按照橫向來回掃描的打印頭運動方式，把實體文件的數(shù)字模型轉(zhuǎn)換成能完整包含打印

2、過程和打印件信息的由顆粒單元數(shù)據(jù)構(gòu)成的3D打印體數(shù)據(jù)模型。將網(wǎng)格節(jié)點組成網(wǎng)格單元，再將單元組成單個打印層。打印層的堆疊就形成了3D打印體數(shù)據(jù)模型。在3D打印體數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)之上，通過展示打印顆粒被不斷添加的過程實現(xiàn)了對3D打印過程的可視化仿真。把打印過程中熱量在打印體中的傳遞和耗散用等價的溫度衰變規(guī)律描述，再計算顆粒在不同時刻的溫度數(shù)值，就獲得了3D打印體在打印過程中的溫度變化歷程。
　　通過對3D打印過程的計算機仿真方法的研究，

3、本文認(rèn)為將3D打印過程等效和簡化為打印顆粒的堆積過程是準(zhǔn)確可行的。通過設(shè)定顆粒的溫度衰變規(guī)律來簡化打印過程中顆粒間的溫度傳導(dǎo)的計算方法是有效的。這種以構(gòu)建3D打印過程的模型化對象的計算機仿真方法，對探索和發(fā)展3D打印技術(shù)的研究以及開發(fā)相應(yīng)的仿真軟件是具有通用性的。這也為后續(xù)實現(xiàn)溫度場與應(yīng)力場、位移場的耦合分析奠定了基礎(chǔ)，為優(yōu)化打印路徑和熱源參數(shù)提供了量化分析方法。這種全新的打印過程的可視化仿真方法也為變模型物理過程的計算機仿真提供了一種