基于溫度影響的熔融沉積快速成型精度研究.pdf

1、熔融沉積快速成型技術(Fused Deposition Modeling Rapid Prototyping，簡稱熔融沉積成型)是目前所有成型技術中最為廣泛應用的一種快速成型技術。這種制造技術打破了傳統(tǒng)“去除材料式”的加工方法，大膽變革了原有加工方式，獨具創(chuàng)造性的開發(fā)出了“材料添加式”的新型加工制造方法，由于這種成型制造設備方便攜帶，并且制造產(chǎn)品高效，目前已經(jīng)被各個相關行業(yè)運用到自身所需的領域。
　　本文主要的研究工作如下：

2、>　　1.首先概述了熔融沉積快速成型技術現(xiàn)階段的發(fā)展現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展趨勢。熔融沉積作為本論文的重要研究內(nèi)容,詳細分析了其成型原理、工藝流程以及成型產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的類型。然后介紹了熔融沉積成型過程中成型工藝參數(shù)、成型系統(tǒng)、成型材料等各個因素對尺寸精度、表面質(zhì)量精度及形狀誤差的影響,并詳細分析了各項工藝因素對試件精度影響的原因。最后提出本文的具體研究內(nèi)容、研究目的和研究的意義。
　　2.從熔融沉積成型原理以及具體成型過程入手,重點

3、分析了成型過程中引起試件質(zhì)量精度變化的原因。然后根據(jù)熱分析、熱輻射等基本理論，建立了熔融沉積成型時工件所處耦合流場的分析類型，并描述了試件在多種溫度耦合場下的瞬態(tài)熱分析與穩(wěn)態(tài)熱分析過程。最后根據(jù)各種工藝參數(shù)、材料性能參數(shù)以及物理參數(shù)的影響，推導出了基于數(shù)學模型的翹曲變形公式。
　　3.運用有限元軟件的耦合分析功能，同時結合了熱-結構耦合、熱-應力耦合，創(chuàng)建了熔融沉積成型過程中溫度場的分析模型，并模擬出在不同成型環(huán)境溫度、成型材料溫

4、度和噴頭熱源溫度下成型工件的三種溫度場耦合情況，并最終求得試件本身的應力、應變、殘余應力以及翹曲變形的分布情況。
　　4.利用模擬計算出的相關數(shù)據(jù)信息，對數(shù)據(jù)進行計算與整理，并求解出方差、標準差、均值等基本數(shù)據(jù)。然后對所得的數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計分析，并采用置信檢驗，驗證數(shù)據(jù)沒有顯著性化差異。最后通過軟件擬合出應力、應變、殘余應力等相對應的曲線，得出最優(yōu)的成型環(huán)境溫度區(qū)間。
　　5.對現(xiàn)有的熔融沉積快速成型設備進行改造，使成型設備