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《浙江理工大学》 2019年
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FDM 3D打印制件性能的影响因素分析与试验研究

郑小军  
【摘要】:熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)工艺是快速成型制造技术中应用最为广泛的,但成型件的表面粗糙度、尺寸精度和机械性能等成型质量欠佳是制约其进一步发展的重要因素。本文在理论分析的基础上,找出制约制件质量的影响因素,并从不同角度进行试验研究。论文首先对FDM熔融沉积成型的技术原理、工艺流程、工艺特点、成型材料等进行详细说明。然后分析了前期数据处理时的原理性误差、成型过程中的工艺性误差以及后处理误差的形成机理,找到主要的影响因素,提出相应的解决办法,这为后续的成型工艺参数优化提供了理论基础和指导性依据。通过对制件阶梯误差产生的原因分析,发现引起阶梯误差的主要工艺参数是分层厚度和成型角度,以这两个参数为变量设计实验,对成型制件的表面粗糙度进行研究,发现理论分布曲线和实际分布曲线存在差异,对可能的影响因素进行了分析。选用PLA为熔丝材料,首先对影响FDM打印质量的工艺参数进行分析,然后利用切片处理软件调节层厚、壁厚、打印速度和打印温度四个主要工艺参数,利用多指标正交试验设计中的极差分析法,研究各四个因素对耗材用量及尺寸精度两个试验指标的影响规律,获得3D打印的最优参数组合。最后以成型零件的成型时间、抗拉强度、断裂伸长率、弹性模量等作为表征制件机械性能强弱的试验指标,选取打印层厚、放置方式、成型角度三个工艺参数作为影响因素进行正交试验,运用极差分析法研究各工艺参数对制件的影响规律,得到参数的最优化组合,同时对有关试验结果进行理论分析。
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TH16

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