FDM快速成型噴頭熔融態(tài)進(jìn)絲機(jī)理的研究.pdf

1、3D打印技術(shù)綜合了計算機(jī)的圖形處理、數(shù)字化信息和控制、機(jī)電技術(shù)和材料技術(shù)等多項高技術(shù)的優(yōu)勢，它是一種三維實體快速自由成型制造技術(shù)。熔融沉積快速成型技術(shù)(Fused Deposition Modeling Rapid Prototyping，F(xiàn)DM)是3D打印技術(shù)中廣泛應(yīng)用的一種快速自由成型制造技術(shù)，該技術(shù)以計算機(jī)三維設(shè)計模型為藍(lán)本，利用數(shù)控成型系統(tǒng)和軟件分層離散，使3D實體變?yōu)槎鄠€2D平面，將特殊熱塑性材料在噴頭內(nèi)加熱后擠出，材料在熱板

2、上一層一層堆積成型。3D打印噴頭是熔融沉積快速成型技術(shù)的核心結(jié)構(gòu)，噴頭參數(shù)合理設(shè)置與否，直接決定成型件的精度質(zhì)量。因此，作為熔融沉積快速成型重要的結(jié)構(gòu)，對噴頭進(jìn)行研究具有重要意義。本文對噴頭熔融態(tài)進(jìn)絲機(jī)理進(jìn)行研究，利用FLUENT流體仿真軟件對成型材料在噴頭內(nèi)熔融過程進(jìn)行流體仿真，最后對噴頭參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與回歸分析。
　　本文主要研究內(nèi)容如下：
　　1．對熔融沉積快速成型技術(shù)進(jìn)行簡介，介紹了熔融沉積快速成型工藝過程和特點，

3、綜述了熔融沉積快速成型技術(shù)國內(nèi)與國外研究現(xiàn)狀，并簡要分析熔融沉積快速成型技術(shù)存在的問題，提出解決方案，最后說明了課題研究的具體內(nèi)容、目的和意義。
　　2．針對成型材料在噴腔內(nèi)流體流動的實際情況，給出流體運(yùn)動所需的控制方程；研究柱塞式噴頭結(jié)構(gòu)的工作原理，分析噴頭主要工藝參數(shù)以及噴頭順暢擠絲應(yīng)滿足的基本條件。針對成型材料在噴頭內(nèi)發(fā)生熔融變化的過程，對噴頭模型進(jìn)行分區(qū)，并建立熔融段理論模型，從理論上證明研究的可行性。
　　3．對噴

4、頭熔絲過程中外部環(huán)境參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，對熔融沉積快速成型材料和噴頭材料進(jìn)行物性分析；建立噴頭三維模型并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，運(yùn)用FLUENT流體仿真軟件，對材料在噴頭內(nèi)熔化過程進(jìn)行流場分析，從提高成型精度方面考慮，對噴頭工藝參數(shù)進(jìn)行分析，分析最優(yōu)進(jìn)絲速度值；并對不同噴頭工藝參數(shù)下的溫度場進(jìn)行模擬分析。
　　4．對噴頭重要工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與回歸分析，基于回歸分析基礎(chǔ)，對重要參數(shù)進(jìn)行回歸方程計算，并進(jìn)行顯著性檢驗；利用MATLAB軟件，對噴頭