【摘要】：熔融沉積制造(FDM)是最重要的快速成型工藝之一。本文應(yīng)用大型有限元分析軟件ANSYS中的“單元生死”技術(shù)模擬成型過程中材料的堆積,考慮隨溫度變化而變化的熱傳導(dǎo)、比熱容等熱物性參數(shù),建立了熔融沉積制造工藝過程的三維溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的有限元模型,用焓處理相變潛熱的影響。 本文應(yīng)用所建立的有限元模型,討論了不同掃描速度對(duì)成型零件應(yīng)力及變形的影響。從理論上驗(yàn)證了高速掃描的合理性和可行性。又分析了不同掃描方式及長寬比對(duì)溫度、應(yīng)力分布的影響。 本文的有限元模擬結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較好的一致性,說明本文所建立的有限元模型是合理的,可以很好的模擬熔融沉積制造快速成型成型零件的翹曲變形,這為指導(dǎo)工藝的發(fā)展方向、合理地選擇工藝參數(shù)提供了理論依據(jù)。
【圖文】：

一臺(tái)FDM一1650(臺(tái)面為250nunx250nunx250nun)機(jī)型后，先后推出FDM一2000、FDM一3000和FDM一8000機(jī)型，圖2一1為本校購買的美國s忱的asys公司生產(chǎn)的Dimnesion型號(hào)的FDM快速成型機(jī)外形，成型尺寸203~X203~x305~。該系統(tǒng)采用擠出頭磁浮定位(Ma娜。Drive)系統(tǒng)，可在同一時(shí)間獨(dú)立控制圖2一1Dinlension外觀圖兩個(gè)擠出頭。因此其造型速度為過去的5倍。2.，F(xiàn)OM熔融沉積制造的工藝原理1131掛材供紛圖2一2熔融擠壓快速成型的工藝熔融沉積制造工藝采用一個(gè)加熱器將熱塑性材料加熱成液態(tài)，并根據(jù)片層參數(shù)控制加熱噴頭沿模型斷面層掃描，同時(shí)擠壓并控制液體流量，使粘稠液體均勻地鋪撒在斷面層上，如圖2一2所示。其關(guān)鍵部件為具有兩個(gè)噴嘴的噴頭，，其中一個(gè)噴嘴用于擠出成型材料

(2)隨著掃描速度的提高，底面的高應(yīng)力范圍減小。.423掃描速度與應(yīng)力波動(dòng)的關(guān)系圖4一7為不同掃描速度下底面al點(diǎn)處應(yīng)力的變化歷程，可以看出，掃描速度越高，應(yīng)力增長越平緩，最后所達(dá)到的應(yīng)力值越低;掃描速度越低，應(yīng)力波動(dòng)越頻繁。從分析的結(jié)果得出如下結(jié)論:()l高應(yīng)力的波動(dòng)很可能是導(dǎo)致層面剝離產(chǎn)生翹曲的重要因素，其表現(xiàn)方式就是在成型過程中層面剝離往往發(fā)生在剝離層堆積完，在其上又堆積了若干層以后。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TH16

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本文編號(hào)：2628986