熔融沉积快速成型工艺参数优化分析研究
2021-06-27朱政红
机械设计与制造 2021年6期
朱政红,王 珩
(合肥工业大学机械工程学院,安徽 合肥 230009)
1 引言
起源于20世纪80年代末期的快速成型技术在近些年的发展势头十分迅猛,无论是几百上千的桌面级的打印设备还是几百万的工业级的金属打印设备都已经在众多领域得到应用。快速成型技术是以计算机为辅助来进行三维实体的设计,将材料通过层层堆积的方式来制造出三维实体。与传统的成型工艺相比,快速成型技术不需要一系列的制造工艺,只有简单的分层打印,几乎可以制作出任意复杂程度的结构,尤其适合传统方案难以形成的复杂零件的多品种、小批量生产[1]。
对于快速成型技术,如何提升打印精度是众多企业以及科研人员所面临的主要问题之一。文献[2]研究了一种改进的挤出丝截面模型以及相应的轮廓偏置算法,对成型零件的表面精度进行了优化;文献[3]以控制成型零件的翘曲变形和尺寸精度为目标,用遗传算法以及多目标优化思想对工艺参数进行了联合优化;文献[4]提出了一种基于沉积角和分层厚度的模型,能够对待成型零件尺寸进行一定程度预测;文献[5]介绍了一种新的特征化方法,给出了预测模型,从而可以提前获得零件粗糙度参数;文献[6]确立了打印件微隙率与黏结强度的定量模型,通过改善挤出头的撒热效果从而能够大幅提高打印件的粘结强度。但现有的文献很少对填充率这一因素进行分析,填充率不仅影响成型精度,对打印时间,打印耗材的使用同样具有明显指导意义,因此在工艺参数优化过程中加入对填充率这一影响因素是十分有必要的。……
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