王铎，沈振辉，杨拴强

(福建江夏学院 工程学院工业技术研究所，福建 福州 350108)

近年来，随着国内重大工程领域对增材制造产品需求的日益增大，对其机械性能提出了更高的要求。如何确定最佳工艺参数设置，以获得FDM零件所需的机械强度问题已经成为现阶段国内外学者的研究热点。刘晓军，迟百宏[1]等研究了不同打印参数对堆叠后单丝宽度的影响。Dawoud M, Taha I[2]等研究了光栅角度和气隙对FDM零件机械强度的影响。Espin[3]等人研究了零件取向对FDM技术制备聚碳酸酯零件拉伸强度的影响，并用有限元法对结果进行了验证。Huang B，Singamneni S[4]等研究光栅角度对FDM零件拉伸强度、剪切模量、弹性模量和泊松比的影响。本文采用多变量法研究，在物理实验与正交实验设计的同时，结合有限元研究不同影响因素和不同水平对FDM制件力学性能的影响，探讨各工艺因素对零件抗压性能的影响，通过有限元分析FDM制件连续压缩失效的力学问题，对提高FDM制件抗压力学性能具有理论意义和工程应用价值，并采用同步物理试验验证ABAQUS有限元分析的合理性与有效性。

1 实验和方法

1.1 打印/测试设备

加工设备为 “UP-BOX+”3D打印机；FDM压缩试验设备为WDW-50电子万能实验机。

1.2 实验样本抽样验证

实验确定研究的4个因素，分别为层片厚度(0.1、0.15、0.2、0.25、0.3 mm)、填充率(13%、15%、20%、65%、80%、99%)、质量(默认、较好、较快、极快)和材料(ABS、ABS+、PLA)。如果采用全面设计法分析，4种因素组合需要进行360组实验，不利于研究。本实验采用正交试验设计方法，从大量的实验因素中筛选出具有代表性的因素进行实验，数据采集为均匀分布式，得到25组样本数据，在节省时间的同时保证实验准确性。……