王世博，张继春，陈 磊

（哈尔滨工业大学（威海）汽车工程学院，山东 威海 264209）

1 引言

熔融沉积快速成型（FDM—FusedDepositionModeling）是在计算机的控制下，挤出头根据产品零件的截面轮廓信息做相对于工作台的x-y平面运动。丝状材料PLA由供丝机构送至挤出头，并在挤出头中加热至熔融状态，被未熔融的材料挤压出来后，有选择性的涂覆在工作台上并快速冷却。一层截面成型完成后挤出头相对工作台上升一定高度，再进行下一层的打印，如此循环，最终形成三维产品零件。目前国内对丝料型3D打印机的研究主要致力于提高打印精度和内流道各标量场参数分析。文献[1-2]对成型件表面精度和几何精度各影响因素进行了深入的分析，还建立了成型件表面粗糙度模型。文献[3]从机械系统和控制系统等主要组成部分论述了熔融沉积成型设备的整体构造。文献[4]进行了微小孔表面粗糙度对流动影响的研究，直观显示了内流道熔体在流动中的压降结果。

国外主要针对3D打印的精度和质量进行研究，文献[5]通过修改切片设置打印测试件，评估不同设置对打印质量的影响并给出建议，文献[6]研究不同的软件设置和打印轨迹对成型效果的影响，他们的研究没有涉及到CFD软件的运用。文献[7-8]通过数值模拟的方法分别对快速成型机进行了矢量场标量场分布和颗粒进料的研究，但他们的研究对象是螺杆型熔融沉积系统而非丝料型打印机。文献[9]对丝料型打印机内流道中熔体矢量场和各标量场均进行了模拟分析，但模拟并未涉及挤出头各部件，只对内流道区域设置边界条件，模拟比较粗糙。……