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《大连理工大学》 2012年
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熔融沉积快速成形精度及工艺实验研究

陈葆娟  
【摘要】:熔融沉积快速成形(FDM)工艺以其高度的制造柔性、制件复杂性和市场需求适应性成为目前应用最为广泛的快速成形技术之一,在快速制造及快速模具方面发挥重要作用。相对于其他成形工艺,FDM具有成本低、清洁、安全等特点,但是其成形精度不高极大地制约了其适用范围,提高成形精度对于FDM成形工艺具有重要的现实意义。 本文首先对影响FDM成形制件的尺寸精度、表面质量及形状精度的各种因素做了比较全面的分析,研究成形误差产生的原因,并提出相应对策。 以FDM成形过程中制件的翘曲变形为研究对象,分析变形的产生过程,建立了成形件翘曲变形的理论模型,提出了翘曲量计算公式,并定量分析了丝材线收缩系数、堆积层数、成形室温度、试件尺寸和扫描速度对成形件变形的影响,并总结相关规律。 在理论分析的基础上,以Fprint型熔融沉积快速成形机为实验平台,以成形制件的翘曲变形量为测量指标,针对成形过程主要工艺参数设计试件进行正交试验。通过极差图及方差分析的方法研究了各因素对翘曲变形的影响规律及各自的影响程度,得出试验条件下可最大程度减小成形件翘曲变形的因素最优组合,提出了减小成形件翘曲变形的相应措施。 对成形室内温度分布规律做了进一步试验研究,分析了X轴方向与Y轴方向的温度分布及对制件成形质量的影响,对于不同制件成形加工时在工作台上的放置位置及成形方向具有指导意义。
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