范孝良,李传帅,代红川,赵 冲

(华北电力大学 机械工程系,河北 保定 071003)

FDM快速成型工艺支撑结构参数的实验研究

范孝良,李传帅,代红川,赵 冲

(华北电力大学 机械工程系,河北 保定 071003)

支撑添加技术决定着打印零件的成败,是熔融沉积(FDM)工艺中一项关键技术.支撑的作用主要是保持零件形状、减少翘曲变形.支撑只是一种辅助结构,打印完成后应便于去除.为了进行支撑工艺参数的优化研究,讨论了支撑的添加规则,通过正交试验对FDM工艺中支撑添加技术进行研究,得到了使支撑易于去除的最佳工艺参数.并通过试验确定了零件悬空部分不加支撑即可成形的极限尺寸,具有重要的实际参考价值.

3D打印; 熔融沉积; 正交试验法; 支撑结构; 悬空特征

0 引言

3D打印又称增材制造技术,按照ASTM F42标准的定义[1],3D打印是以数字模型文件为基础,运用机械工程、材料工程、控制工程等技术手段,通过材料逐层堆积成形的技术.根据技术原理的不同,3D打印技术可以分为多种不同的类型[2],其中以熔融沉积(FDM)、分层实体制造(LOM)、三维印刷(3DP)、选择性激光烧结(SLS)以及光固化成形(SLA)这5种3D打印技术应用最为广泛.

在FDM工艺中,支撑技术是决定零件打印成败的一项关键技术[3].支撑包括基底支撑和对零件原型的支撑两种[4],见图1.FDM工艺过程是喷头熔融挤压热塑性材料而逐层叠加成形.当层间的形状差别比较大,上层截面大于下层截面时,就需要添加支撑来保证打印过程顺利进行[5-6].支撑的……