熔融沉积(FDM)3D打印工艺参数优化设计研究

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1、TeChn010gy0nd工艺与检测熔融沉积(FDM)3D打印工艺参数优化设计研究韩江王益康田晓青江本赤夏链(合肥工业大学机械与汽车工程学院CIMS研究所，安徽合肥230009)摘要：通过分析FDM成型工艺，设计试验加工模型。对模型主要工艺参数进行数学建模分析，分析推导出尺寸误差和表面精度误差产生的机理以及具体的表面精度误差函数。通过对表面精度误差函数的仿真结果的分析，确定打印工艺参数取值。通过3D打印机与上位机建立熔融沉积(FDM)3D打印机试验平台，并设计了基于正交试验法的FDM打印机参数优

2、化方案，通过试验结果的分析，得出了工艺参数的最优组合以及影响的主次顺序，再次利用试验验证了参数分析和优化结果的正确性。关键词：FDM工艺分析；正交试验法；参数优化；表面精度中图分类号：TP273+．5文献标识码：ADoI：10．19287／j．cnki．1005—2402．2016．06．027Designandstudyoffuseddepositionmodeling(FDM)3DprintingprocessparametersoptimizationHANJiang，WANGYikang

3、，TIANxiaoqing，JIANGBenchi，XIALian(CIMSInstitute，SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，CHN)Abstract：ByanalyzingtheFDMmoldingtechnology，designthetestmodels．Mathematicalmodelingandanalysistothemaintechnicalpa

4、rametersofthemode1．analyzegenerationmechanismofsizeerrorandsurfaceaccuracyerorsandthespecificsuYfaceaccuracyerorfunction．Analyzethesimulationresultsofsurfaceprecisionerorfunctiontodeterminethevalueoftheprintingprocessparameters．3DprinterconnectstoPCt

5、oestablish3Dprintertoestablishatestplatform，designaFDMprinterparameteroptimizationmethodbasedono~hogonalexperiment．Byanalyzingeacherorvalueofthetestresults，obtaintheopti—mumcombinationoftheparametersaswellasprimaryandsecondaryorderofeffects．Testagain

6、verifiesthecorectnessofparametricanalysisandexperimentaloptimizationresults．Keywords：FDMprocessanalysis；oahogonalexperiment；parameteroptimization；surfaceaccuracy3D打印作为一项新型的数字化制造技术，其实质变的情况下获得更高打印精度，提高参数调试人员效上类似一台三轴数控加工机床，只是与传统的切削加率和加工产品的表面精度，在实际成型加工中有

7、重要工方式不同，它主要运用计算机控制逐层堆积的方法意义。来制造实体产品。随着3D打印技术的发展、桌面级1FDM打印机工作原理的3D打印机的普及，以及3D打印的应用越来越多，提高打印精度变得尤为重要。实践表明，相同硬件的熔融沉积成型(FDM)工艺的材料一般是热塑性FDM打印机在不同的工艺参数下，成型的效果也会出材料，熔点一般为100～300℃不等的各种丝材，如现明显的差别。对于一台打印机，获得其最佳的打印PLA、ABS、尼龙等。材料通过送料机构进给，在通过参数对成型精度有很明显的提升⋯。本文研究内

8、容打印喷头时受热熔化并挤出，当喷头沿工件内外截面是对一台熔融沉积(FDM)3D打印机的工艺参数进行轮廓和内部填充轨迹运动时，挤出的材料迅速固化，并分析，通过对模型的数学建模，分析打印误差产生的机与已固化的材料粘结，逐层堆积，形成实体工件。与其理和对表面精度的作用效果。通过切片软件调节层他3D打印技术相比，FDM是唯一使用工业级热塑料厚、打印速度及打印温度来进行正交试验分析，找出各作为成型材料的增材制造方法，打印出的产品耐热性、参数影响精度的主次顺序和最优组合方式，在硬件不耐腐蚀性、抗菌性较好，内