基于FDM成型的增減材復合加工工藝關鍵技術研究

發布時間:2020-12-14 13:34
  增材制造的零件會在傾斜或凹凸表面出明顯臺階效應,不能滿足實際成型零件的表面精度要求,而減材加工的精度高,但加工柔性較差。增減材復合加工充分利用了二者的優缺點實現了有效互補,將數控加工與增材制造有機集成,既有增材制造的柔性與速度,又有減材制造的尺寸和表面加工精度,不僅能夠提高生產效率,降低生產成本。拓寬產品原料加工范圍,還可以減少生產過程中切削液的使用,保護環境,具有廣闊的應用前景。但目前,增減材復合加工工藝仍不成熟,尤其在獲得增減材復合加工代碼時,通過手動方式將增材代碼與減材代碼進行集成,自動化程度較低。本文研究基于STL數據模型的自適應分層方法、基于STL數擬模型的刀位軌跡規劃、進行增減材復合軟件系統開發,實現了在一個軟件系統中可自動生成加工模型的增材加工代碼、減彩加工代碼、增減材加工代碼。本文主要研究內容如下:(1)基于截面積變化梯度的自適應分層算法。利用VC++6.0軟件平臺實現對STL模型的讀取顯示,并利用三角面片之間的性質與分層平面之間的位置關系對STL模型進行數據處理,對模型進行分層厚度調整時,利用三角形分割法進行截平面輪廓面積計算并進行分層厚度調整,設計實驗驗證自適應分層... 

【文章來源】:西安理工大學陜西省

【文章頁數】:75 頁

【學位級別】:碩士

【部分圖文】:

基于FDM成型的增減材復合加工工藝關鍵技術研究


圖1-1臺階效應Figure1-1stepeffect

基于FDM成型的增減材復合加工工藝關鍵技術研究


FDM沉積成型Figure1-2FDMdepositionmolding

過程圖,過程,材料


??鳩DM技術不但具有成型設備成本低、操作簡單,而且成型材料較為廣泛,成為一種發展前景較好的增材制造技術。熔融沉積成型(FDM)的基本原理:是絲材在高溫噴頭的作用下,由固態轉化為熔融狀態,從噴嘴擠出后按照每一層的掃描路徑,以一定的速度進行熔融沉積,一層加工完成后,工作臺下降或噴頭升高一個分層厚度的距離,不斷堆積直到整個工件成型完畢。其成型原理如1-2所示[2]。FDM成型的核心工藝過程主要有:產品模型設計、模型數據轉化、模型離散化處理(分層切片)、路徑填充、材料逐層堆積制造、產品這六個步驟,如圖1-3所示。FDM成型技術比較適用于中小型、批量少工件或者個性化工件的成型打印,成型材料主要選用ABS、PLA絲材,其成型件的性能類似于工程塑料,主要用于制作樣件或模型,現在國內的桌面型打印機大多數采用FDM成型技術。1.2.1FDM成型技術的優勢相比于其他成型工藝,FDM沉積成型制造有以下優勢[4][5][6]:(1)FDM成型工藝采用非激光的成型系統,因此成型設備的使用與維護成本相對較低。并且成型所需要的材料較為廣泛,低熔點的固體絲狀材料均可作為成型材料,目前市面上主要以PLA、ABS材料為主,對于塑料零件的制造,FDM沉積成型方式是非常合適的選擇。(2)原材料的利用率高,廢料可回收再處理,實現材料的循環利用。(3)材料清潔,對環境友好。FDM成型所用到的PLA、ABS等高分子材料不會對環境造成污染,適合在辦公環境下使用。送絲輪絲材加熱裝置成型平臺噴嘴圖1-2FDM沉積成型Figure1-2FDMdepositionmolding產品模型設計模型數據轉換分層處理路徑填充成型工件逐層堆積制造G代碼轉換圖1-3熔融沉積成型過程Figure1-3meltingdepositionprocess2

【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于5+1軸的增減材混合加工驗證平臺設計與研制[J]. 李仲宇,李迎光,劉長青.  航空制造技術. 2018(08)
[2]基于CAD模型外輪廓線的3D打印自適應分層算法[J]. 陳松茂,白石根.  華南理工大學學報(自然科學版). 2018(02)
[3]多功能高速高效五軸金屬增減材復合智能裝備研制[J]. 張宇,吳天明,唐鴻雁,萬齊訪,劉濤,張玉冰.  內燃機與配件. 2018(03)
[4]一種增材與減材復合制造機研究[J]. 劉肖肖,呂福順,劉原勇,程祥,楊先海.  制造技術與機床. 2017(06)
[5]基于STL模型的輪廓線自適應分層方法研究[J]. 周惠群,吳建軍.  機械與電子. 2015(08)
[6]增材制造(3D打印)技術發展[J]. 盧秉恒,李滌塵.  機械制造與自動化. 2013(04)
[7]RE/RP集成系統中基于STL的精確分層方法[J]. 鐘山,楊永強.  計算機集成制造系統. 2012(06)
[8]PLA熱性能參數的研究[J]. 張來,張文霞,蔡廣楠,付曉蓉.  塑料工業. 2012(01)
[9]熔融沉積快速成型工藝過程分析及應用[J]. 余東滿,李曉靜,王笛.  機械設計與制造. 2011(08)
[10]快速成型臺階誤差分析及其降低措施[J]. 穆存遠,宋祥波.  機械設計與制造. 2011(04)

博士論文
[1]熔融沉積成型有限元模擬與工藝優化研究[D]. 紀良波.南昌大學 2011

碩士論文
[1]FDM成型過程有限元模擬及工藝參數優化研究[D]. 張森.華北電力大學 2018
[2]金屬激光增減材復合工藝及整機結構CAE分析[D]. 郭觀林.湖南大學 2017
[3]基于STL模型的快速成型分層方法研究[D]. 姜化凱.山東理工大學 2017
[4]熔融沉積成型過程傳熱研究及其數值模擬[D]. 王靖.昆明理工大學 2017
[5]熔融沉積成型過程溫度場和應力場研究[D]. 祁冬杰.昆明理工大學 2017
[6]熔融沉積成型的自適應分層算法研究及成型過程數值模擬[D]. 孫建.天津大學 2017
[7]基于熔融沉積成型零件的精度及溫度場有限元分析研究[D]. 李驍健.蘭州理工大學 2016
[8]三角網格模型的等殘留高度刀具軌跡規劃及擬合[D]. 蔡光輝.湘潭大學 2015
[9]基于分區變層厚的熔融沉積成型技術研究[D]. 袁貝貝.山東大學 2015
[10]飛機結構件數控加工的工序間模型構建[D]. 王斌.華中科技大學 2015



本文編號:2916491

論文下載
論文發表

本文鏈接:http://www.178750.tw/shoufeilunwen/xixikjs/2916491.html

分享
(★^O^★)MG无敌金刚_电子游戏 比特币官方网站 彩票开奖 快乐8开奖 即时比分球探网 莱特币矿机挖狗币 微信现金麻将苹果版 02彩票网站 胜平负彩客 像大赢家比分的比分网 以太坊价格最高的时候是多少 美女棋牌破解版 哈灵浙江麻将外挂 七星彩哪个台直播开奖直播 国外有高频彩票 极速11选5平台推荐 广东快乐10分怎么开奖