基于分區(qū)變層厚的熔融沉積成型技術(shù)研究.pdf

1、制造業(yè)全球化競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇以及用戶個(gè)性化的需求體驗(yàn)，迫使制造企業(yè)不僅要降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量，而且要以更短的時(shí)間滿足用戶個(gè)性化的需求?？焖俪尚图夹g(shù)憑借其新型的制造方法、快速的產(chǎn)品制造速度縮短了產(chǎn)品交貨期，降低了制造成本，提高了企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的快速反應(yīng)能力。
　　在快速成型技術(shù)的多種工藝中，熔融沉積成型技術(shù)(FDM)是目前應(yīng)用最為廣泛的工藝之一，但是其成型精度和效率較低，成型精度和效率之間的矛盾顯著。本文提出了FDM分區(qū)變層厚的成型

2、方法，分別從分層方向和分層厚度的角度實(shí)現(xiàn)了FDM成型精度與效率的協(xié)同優(yōu)化。
　　基于零件分層方向?qū)Τ尚途群托实挠绊懛治?，建立了以體積誤差最小、工件在分層方向上的高度最小以及支撐體積最小為目標(biāo)的FDM分層方向優(yōu)化模型;設(shè)計(jì)了基于非支配排序遺傳算法的智能求解算法，通過(guò)對(duì)模型的優(yōu)化計(jì)算得到零件分層方向的Pareto解集，實(shí)現(xiàn)了FDM零件分層方向的智能優(yōu)化;最后通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了所建模型的正確性與算法的有效性。
　　分層厚度是FDM

3、中最為重要的工藝參數(shù)，它直接影響成型精度和效率。提出了FDM分區(qū)變層厚的成型方法:輪廓層選用較小的層厚以保證工件的表面質(zhì)量;填充層選用較大層厚保證工件的成型效率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究分區(qū)變層厚成型方法對(duì)成型精度、效率以及工件強(qiáng)度的影響規(guī)律，結(jié)果表明:分區(qū)變層厚成型方法可以在保證工件成型效率的前提下提高其表面質(zhì)量。
　　應(yīng)用ANSYS“生死單元”功能模擬了FDM的成型過(guò)程。首先進(jìn)行溫度場(chǎng)分析;隨后以溫度場(chǎng)的結(jié)果作為載荷進(jìn)行應(yīng)力場(chǎng)分析。通過(guò)對(duì)