基于熔融沉積成型零件的精度及溫度場(chǎng)有限元分析研究.pdf

1、熔融沉積成型是快速成型制造中較為重要的一種成型方式，隨著快速成型在制造業(yè)中占有越來(lái)越重要的地位，對(duì)成型件的精度也提出了更高要求。其成型精度受很多因素的影響，本文采用理論研究和仿真驗(yàn)證相結(jié)合的方式對(duì) ABS材料成型過(guò)程中兩大影響因素進(jìn)行了分析，研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　?。?）對(duì)熔融沉積成型件的精度進(jìn)行分析，主要有四個(gè)產(chǎn)生誤差的原因：CAD模型轉(zhuǎn)化為STL標(biāo)準(zhǔn)文件格式引起誤差、分層切片引起誤差、熔絲寬度引起誤差、材料冷卻收縮引起誤差，

2、并針對(duì)某些誤差提出了提高精度的方法。
　?。?）對(duì) STL格式模型切后，所得到的截面輪廓點(diǎn)用直線段連接，與實(shí)際輪廓相差甚遠(yuǎn)，需要對(duì)截面輪廓進(jìn)行擬合，以提高其精度。分析了現(xiàn)有對(duì)STL模型截面輪廓的擬合方法，并對(duì)比了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。
　?。?）考慮實(shí)際生產(chǎn)中零件截面輪廓的復(fù)雜性，提出了使用直線段、圓弧段和NURBS曲線段組合進(jìn)行截面輪廓點(diǎn)的擬合。擬合結(jié)果表明：擬合輪廓的誤差與使用直線段連接相比減小了48.502％，能得到更為精確的

3、切片輪廓質(zhì)量，且輪廓線更為光滑。
　?。?）考慮熔融沉積成型特點(diǎn)，利用 APDL語(yǔ)言結(jié)合生死單元法，建立成型過(guò)程中溫度場(chǎng)的分析模型，考慮了對(duì)流、熱傳導(dǎo)和相變潛熱等的影響，分析了熔融沉積成型過(guò)程某時(shí)刻的溫度梯度特征、不同時(shí)刻的溫度場(chǎng)特征，不同初始溫度的溫度梯度分布特征，不同路徑對(duì)溫度波動(dòng)的影響以及不同速度對(duì)溫度波動(dòng)的影響，為熔融沉積成型的工藝過(guò)程的選擇提供參考。
　　（5）通過(guò)對(duì)指定ABS材料模擬熔融沉積成型不同初始溫度得到：