基于FDM的掃描路徑分析與研究.pdf

1、3D打印技術(shù)是最近二十年來制造業(yè)最熱門的技術(shù)，被稱為新一代的工業(yè)革命。3D打印技術(shù)由于其數(shù)字化、小批量、個性化制造，縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高了生產(chǎn)效率，更好地滿足了現(xiàn)代社會需求。在工業(yè)制造領(lǐng)域內(nèi)，3D打印技術(shù)得到了飛速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，但是，3D打印也有一些不足，成型精度不高、成型效率低、力學(xué)性能不高。FDM成型工藝是3D打印技術(shù)中較常見的一種成型工藝，具有設(shè)備便宜、材料環(huán)保、較易推廣等優(yōu)點(diǎn)，然而，產(chǎn)品的翹曲變形和臺階效應(yīng)等缺點(diǎn)還是

2、很難避免。本文通過對FDM成型工藝進(jìn)行分析，著重研究了不同掃描路徑對制造產(chǎn)品的成型精度和成型效率的影響。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)本文介紹了FDM成型工藝過程的幾種基本掃描路徑。掃描路徑分別是:往復(fù)直線掃描、偏置掃描、分層掃描和復(fù)合掃描等。實(shí)現(xiàn)了對往復(fù)直線掃描和偏置掃描的計(jì)算算法;復(fù)合掃描是由這兩種掃描相結(jié)合，算法也類似。
　　(2)對重要的工藝參數(shù)進(jìn)行理論分析和數(shù)值仿真，不同的打印溫度、掃描速度、層厚對成型精度和成型效

3、率的影響。利用ANSYS的熱—結(jié)構(gòu)耦合分析，得出打印溫度、層厚等工藝參數(shù)的選擇要適度。
　　(3)本文利用ANSYS分析軟件，以長方體模型為例，探索對幾種不同的掃描路徑分別進(jìn)行了數(shù)值模擬的方法。通過對不同的掃描路徑進(jìn)行ANSYS熱分析和結(jié)構(gòu)分析，使用APDL腳本語言編寫代碼程序，得到模型節(jié)點(diǎn)的溫度梯度變化和應(yīng)力分布。分析得出不同掃描路徑對成型精度變化規(guī)律，成型精度最好的是內(nèi)外混合偏置掃描，成型效率和成型精度都較好的是復(fù)合掃描，為實(shí)