熔融沉積成型（Fused deposition modeling,簡稱FDM）是3D打印最常用的技術(shù)之一。該技術(shù)的主要特點是熔絲必須沉積在已有支撐上,因此支撐決定著整個被成型件的力學性能和表面質(zhì)量。本文以提高成型件支撐面的表面質(zhì)量為目標,運用正交實驗法設計實驗,使用平整度測量法測量實驗試件的破損率,利用極差分析法中的因素趨勢圖得出綜合目標最優(yōu)工藝參數(shù)組合為A1B1C4D5,即噴嘴溫度為190℃、運行速度為20mm/s、支撐間隔為20mm、散熱風扇速度100%。在正交實驗基礎(chǔ)上,利用方差分析法得出四個工藝參數(shù)對被支撐面表面質(zhì)量影響程度的大小順序為D（散熱風扇速度）>B（運行速度）>A（噴嘴溫度）>C（支撐間隔）,其中影響極為顯著的是D（散熱風扇速度）。通過實驗驗證優(yōu)選后的工藝參數(shù)組合的準確性,優(yōu)選后的工藝參數(shù)對于其他快速成型系統(tǒng),工藝參數(shù)值的選擇具有重要參考價值。通過對常見零部件的結(jié)構(gòu)進行分析總結(jié),得出了 10種典型模型,分別為懸吊面、懸吊邊、懸臂結(jié)構(gòu)、傾斜15°、傾斜30°、傾斜45°、凸柱面R、凸球面SR、凹柱面R、凹球面SR�？偨Y(jié)出5種常見的支撐結(jié)構(gòu),分別為柱狀支... 

【文章來源】：沈陽建筑大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１不同精度三維模型對比圖??Ｆｉｇ．２．１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ?３Ｄ?ｍｏｄｅｌｓ??

是影響模型表面質(zhì)量的重要因素。??選擇不同的成型方向，切片軟件掃描獲取的模型信息也是不同的。每一層二維數(shù)據(jù)之間??的距離就是分層厚度，這個厚度是成型設備在工作平臺上掃面完一層的厚度也就是單層??厚度。在切片中不同方向模型的截面數(shù)據(jù)信息是不同的，在此過程中難免會出現(xiàn)數(shù)據(jù)信??息丟失的情況，從而影響到制件的表面精度和尺寸誤差［４１１。??（２）階梯誤差??切片軟件將分散化的二維數(shù)據(jù)一層一層的堆積起來，每個模型的截面大小不一，所??以在逐層累積的過程中兩層切片之間必然會出現(xiàn)“階梯效應”如圖２．２所示。產(chǎn)生這種??階梯效應是不可避免的，它是一種原理上的誤差。因為階梯效應的出現(xiàn)就會導致成型件??的表面精度粗糙，產(chǎn)生尺寸上的誤差導致達不到預期的效果｜４２］。目前解決的有效辦法就??是通過每層的厚度來降低制件的表面粗糙度，層與層之間的距離減少，兩者之間的階梯??效應就會降低，但是減少層與層之間的厚度也就意味著層數(shù)的增加，層數(shù)增加就會導致??模型的整體數(shù)據(jù)擴大，在制造過程中也會延長加工時間。??１）為了降低臺階效應引起的誤差提高制件的打印精度，在參數(shù)設置中要減少層厚，??相對而言層厚的減少，整體的層數(shù)就要增加。雖然這種方法對提高制件的表面制件非常??的有效，但是減少層厚，增加層數(shù)就會給設備處理數(shù)據(jù)時造成繁重的工作量，有時過低??的減少層厚會影響到打印設備的打印質(zhì)量。目前解決這一問題可以采用自適應性切片分??層技術(shù)，它可以根據(jù)模型只能的切片，能夠有效的提高表面質(zhì)量。?????１?ＣＡＰ樽型邊界??實際模型邊界??Ｌ?４??圖２．２零件的階梯效應??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｔｅｐ?ｅｆＦｅｃｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐａｒｔ??１１??

２?ＦＤＭ成型件誤差影響因素分析?碩士研究生學位論１??２）優(yōu)化成型制作方向??避免階梯效應的另外一種方法是改變模型制件的加工方向。通俗地講就是要減少模??型輪廓與成型方向的角度，從而降低階梯效應對模型制件的誤差。如圖２．３所示，這是??一個相同的打印試件只是擺放的方向不同，在圖中可以直觀地看出成型方向的不同導致??打印試件引起階梯效應影響表面質(zhì)量的程度也不同。兩個不同的成型方向打印試件同一??水平面的表面質(zhì)量也不同。如圖２．３中Ｐ２水平面的表面程度，觀察到在（ａ）中Ｐ２的階梯??效應相較于（ｂ）中影響程度非常的嚴重，Ｐ３的影響程度相對較小，ＰＩ、Ｐ４和Ｐ５這三個??水平面幾乎沒有受到階梯效應的影響，與模型表面基本一致。顯而易見改變模型的成型??方向?qū)δＰ偷谋砻尜|(zhì)量有很大的改善。??不言而喻，改變成型件的加工方向確實對增加制件的表面精度有很大的作用。在圖??２．３中我們發(fā)現(xiàn)ＰＩ、Ｐ４和Ｐ５這三個水平面改變了方向也沒有被階梯效應所影響，這是??因為它們的水平面的表面法向與切片方向一致，這才不會受到階梯效應的影響，而Ｐ２??和Ｐ３它們的表面法向與切片方向存在夾角所以在改變成型方向就會對階梯效應產(chǎn)生變??化。所以我們在以后加工制件時，要根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)來合理的選擇成型方向。要想提高??制件的表面精度就要避免讓模型多處與切片方向有夾角。但是在工藝上仍然存在一些問??題需要研究和解決：一是針對結(jié)構(gòu)比較復雜的模型，僅僅改變成型方向起到的作用可能??不是大，而且復雜的模型在切片時也比較復雜；二是雖然改變成型方向可以提高制件的??表面精度，但是制件不能只看表面質(zhì)量還有很多因素需要綜合考慮［４３］。。??Ｐ３??Ｐ２??Ｐ１?＼

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3250927