FDM技术打印参数对成型效率的影响研究

FDM技术可用于工业领域中大型零件模型的打印,提升成型效率成为重要的研究课题。本研究通过响应面分析方法,探究了FDM打印参数对聚乳酸圆柱件成型效率的影响规律,得到了最优打印参数,并经过实际打印验证。结果表明层厚增加,成型效率提高;打印速度增加,成型效率提高;填充率增加,成型效率降低;路径规划和壁厚对成型效率影响不大。影响成型效率的因素按照顺序排列是:层厚>打印速度>填充率,其中层厚和打印速度影响显著。最优打印参数为打印速度85mm·s^(-1)、层厚0.175mm、填充率55%,预测时间为58.8min,实际时间为59min,预测精度达99.7%,为提升成型效率提供了依据。

熔融沉积3D打印参数对PETG-Tough薄壁不同角度尺寸精度的影响

以熔融沉积成型(FDM)3D打印的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯薄壁制件的不同倾角度数的尺寸精度作为研究对象设计正交试验,研究层高、挤出温度、回抽距离对FDM 3D打印不同倾角度数尺寸精度的影响,并使用极差分析与方差分析对结果数据进行处理,得到最优的参数组合。结果表明,挤出温度与回抽距离的变化对尺寸误差的影响很小,层高对不同倾角的影响规律不同:对25°、30°倾角,尺寸误差呈先降低后增大的趋势;对35°倾角,尺寸误差呈先略微增大后降低的趋势;对40°及以上的倾角,尺寸误差呈增大趋势。最后通过试验结果分析了单因素不同水平对不同倾角尺寸精度的影响,得出挤出压力、悬垂距离、材料黏度和走线方式是产生尺寸误差的主要原因。

基于正交实验法TPU材料3D打印参数的优化

3D打印工艺参数直接影响制件的成型质量和机械性能,为研究打印工艺参数对制件机械性能的影响规律,提高热塑性聚氨酯(TPU)柔性材料在熔融沉积(FDM)3D打印技术的应用水平,基于四因素三水平正交实验法,通过对制件进行拉伸测试实验,重点考察了打印温度、打印路径、分层厚度、填充率4个因素对制件机械性能的影响,并结合实验结果进行极差分析和多因素方差分析,结果表明:制件最大拉伸强度的打印参数优化为打印温度200℃、打印路径45°、分层厚度0.1 mm、填充率100%;打印参数对拉伸强度的影响大小顺序依次为填充率、打印路径、分层厚度和打印温度;其中填充率对拉伸强度的影响最为显著。

基于打印参数影响的3D打印混凝土力学性能试验研究

本工作制备了具有良好工作性能的3D打印混凝土,研究了喷头尺寸、打印路径两类打印参数对试件抗压强度、抗弯强度、微观和细观结构的影响,重点分析了其受力开裂的破坏机理,并且基于孔隙结构参数提出了抗压强度预测模型。结果表明:随着喷头尺寸由20 mm增大至40 mm,3D打印混凝土的可建造性增强,打印试件的力学强度提升7.5%~31.6%,孔隙率和缺陷数量下降;正交路径B的打印试件孔隙率与平行路径A的相近,但其力学强度提升10.8%~46.7%。3D打印混凝土最薄弱界面是打印层间界面;打印试件开裂破坏时有三类破坏形态出现;建立的3D打印混凝土抗压强度预测模型可为评估不同打印参数下3D打印混凝土的抗压强度提供理论参考。

ZTA陶瓷光固化3D打印参数设计及性能增强研究

研究了光固化打印的曝光时间、打印层厚参数设置对成型陶瓷件形貌的影响,研究了SiCp和SiCw含量对ZTA陶瓷理化性能的增强效果。当曝光时间为3 s,打印层厚为4/6固化深度的时,制备出翘曲小,形状精度好的陶瓷件。当SiCp含量为5.2 vol%时,陶瓷件的抗压强度、断裂韧性、维氏硬度和分别为552±28 MPa、8.84±0.56MPa·m^(1/2)、19.06±0.35 GPa。当SiCw含量为10 vol%时,陶瓷件的抗压强度、断裂韧性、维氏硬度和分别为539±39 MPa、9.28±0.38 MPa·m^(1/2)、19.32±0.43 GPa。

悬空区域底面高精度成形的关键打印参数优化

为了提高3D打印中悬空区域底面的成形精度,提出一种面向悬空区域底面高精度成形的关键打印工艺参数智能优化方法。首先,获取典型几何形状(平面和圆柱面)的悬空区域底面成形后的精度;然后,根据获取的数据,构建人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN),建立悬空区域底面成形精度与关键工艺参数之间关联;最后,融合构建的ANN和多目标优化方法,确定一组或若干组关键打印工艺参数,既能覆盖产品模型上所有的悬空区域底面,又能得到更高的成形精度。实验结果表明,使用该方法优化的工艺参数进行打印,悬空区域底面的成形精度均优于默认打印参数。

打印参数对挤出式3D打印效果的影响

3D打印技术近年来在世界范围内得到了越来越多的关注,并且已经应用在医疗、机械、航天等重要领域。文章主要介绍3D打印的基本原理和主要成型工艺,针对挤出式3D打印机,探讨了打印针头的种类、打印压力、打印速度、切片层厚等主要打印参数对其打印效果的影响。

基于光固化增材制造技术的盲文打印参数设置研究

随着增材制造技术的快速发展,3D打印盲文开始引起人们关注。本研究选用无溶剂混合型光敏树脂,采用光源波长为405nm的UV光固化打印机进行盲文印刷。为获得最佳盲文打印质量,在打印过程中设置不同层高、基本成型时间、单层印刷时间、附着层数以及填充密度5个打印参数,从尺寸精度、耐磨性、耐环境性、粗糙度对打印的盲文质量进行综合评价。采用正交试验法对5个打印参数进行分析,在层高为0.05mm、基本成型时间8s、单层印刷时间65s、附着层5层以及填充密度70%的打印参数下,所打印成型的盲文质量最佳。结果表明采用立体光固化成型技术可以实现凸点盲文打印,并且打印的盲文具有良好的辨识度、防水性、防腐蚀性和耐磨性等特性。

碳纤维/碳化硅直写式3D打印参数优化研究

直写式3D打印的工艺参数直接影响打印试件的成型精度,为了提高碳化硅/碳纤维打印件成型精度,本文以碳纤维/碳化硅为打印材料,通过三同轴喷嘴挤出打印,确定喷嘴外径-中径-内径的挤出压强分别为0.4 MPa、0.5 MPa、0.3 MPa;以打印工艺参数为优化目标,设计填充率、分层厚度以及打印速度的三因素三水平正交试验,通过试验结果的极差分析和方差分析,对打印工艺参数的三个因素进行讨论。结果表明:对打印厚度的影响程度依次是打印速度>填充率>分层厚度;对打印长宽度的影响程度依次是分层厚度>打印速度>填充率。最终确定最佳的打印工艺参数组合为:在挤出压力为0.4 MPa、0.5 MPa、0.3 MPa下,打印速度为0.6 mm/s,分层厚度为0.7 mm,填充率为70%。

FDM 3D打印参数对打印件精度的影响研究

通过三水平三因素正交试验法设计了打印工艺参数,采用FDM快速成型设备打印制件。利用三坐标测量机、粗糙度测量仪研究了不同打印温度、分层厚度、打印速度、摆放位置对打印件尺寸精度及表面粗糙度的影响。测试结果表明:各因素对制件尺寸精度影响水平有差异,存在方向性,在宽度方向尺寸精度较差,长度和高度方向上尺寸精度相对较高。粗糙度测量仪测试结果表明打印件水平面的表面粗糙度比竖直面好。

不同打印参数对3D打印钛合金电化学腐蚀的影响

目的:探讨3D打印不同打印参数对TC4钛合金(Ti-6Al-4V)耐腐蚀性的影响。方法:分别将打印功率、速度和层厚这三个参数作为变量分为A、B、C三组,A组按照功率渐增又分为A1、A2、A3组,B组按照速度渐增又分为B1、B2、B3组,C组按照层厚渐增又分为C1、C2、C3组。分别研究A、B、C三组试件的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和电化学阻抗谱,并分析对比其耐腐蚀性能。结果:A1到A3自腐蚀电位降低,而自腐蚀电流密度增高,电化学阻抗弧减小;从B1到B3自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增高,电化学阻抗弧减小;从C1到C3自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度和电化学阻抗弧都减小。结论:在一定范围内,3D打印功率和速度越低,TC4钛合金耐腐蚀性越强,腐蚀溶解速率越小,层厚越小,TC4钛合金耐腐蚀性越强,但腐蚀溶解速率越快。

形状记忆聚氨酯3D打印参数对其形变能力影响分析

基于熔融沉积成型技术,通过正交实验研究了形状记忆聚氨酯(Shape Memory Polyurethane,SMP)材料固定率和回复率性能与打印速度、打印角度和打印层高之间的关系,并对打印参数影响形状记忆聚氨酯形变能力的原因进行了探究分析.结果表明:设置合理的打印参数能够获得较好的形变能力.当打印速度为40 mm/s,打印层高为0.1 mm,打印角度为90°-180°时,3D打印样件具有较好的形变能力.

打印参数对FDM成型ABS制品性能的影响

为了提高熔融沉积制造(FDM)成型制品的质量,采用正交试验的方法研究分层厚度、成型室温度、填充间隔以及扫描次数对丙烯腈–丁二烯–苯乙烯(ABS)制品表面粗糙度和拉伸强度的影响,通过对测量数据进行极差和方差分析,评估出各工艺参数对制品表面粗糙度和拉伸强度的影响顺序及显著性水平,给出了最优化工艺参数组合。实验结果表明,各工艺参数对制品表面粗糙度和拉伸强度的影响程度存在差异,其中对表面质量影响程度为:分层厚度>成型室温度>填充间隔>扫描次数,最优化参数组合为成型室温度80℃,分层厚度0.17mm,填充间隔6,扫描次数2。对拉伸强度影响程度为:分层厚度>填充间隔>扫描次数>成型室温度,最优化参数组合为成型室温度80℃,分层厚度0.30mm,填充间隔4,扫描次数4。研究内容对优化3D打印参数、提高制品成型质量具有一定的指导意义。

原料特性及打印参数对食品3D打印制品品质的影响

综述了淀粉类、亲水胶体类、肉类等食材的3D打印特性,分析了打印温度、打印速度、内部填充率、打印喷头直径等打印参数对3D打印制品品质的影响。

基于RSM的三维打印参数对材料收缩率的影响

采用三维打印(three dimensional printing,3DP)成型的制件,经过干燥和后处理会在不同的方向上产生收缩现象,这严重影响成型制件的尺寸精度。将ZP310三维打印机作为试验平台,采用中心复合试验设计方法(central composite design,CCD)对打印参数进行实验方案设计.并用响应曲面法(response surface methodology,RSM)分析三维打印过程中饱和度和层厚对淀粉基混合粉末收缩率的影响,建立了三维打印成型过程中材料在X、Y、Z这3个方向上的收缩率与打印参数之间关系的数学模型。实验证明根据收缩率进行的误差补偿,降低了制件在不同方向上的尺寸误差。

打印参数对未漂洗鲟鱼糜凝胶3D打印成型效果的影响

为进一步提高未漂洗鲟鱼糜凝胶的打印质量,本文探究了打印速度、分层高度、填充密度、喷嘴直径、挤出程度和温度等相关打印参数对鱼糜凝胶3D打印成型效果的影响,并进行了打印精度评价。结果表明,分层高度要与喷嘴直径相同或略低于喷嘴直径,分层高度、喷嘴直径和打印速度越大,打印效率越高。综合打印效果和打印效率可确定最佳打印参数为喷嘴直径1.20 mm、分层高度1.2 mm、填充密度100%、挤出程度100%、打印速度25 mm/s和温度25℃。在此打印参数下,打印鱼糜结构紧密,成型性好,打印精度高,可获得高质量的3D打印鱼糜。

基于打印参数的选区激光熔化构件内部形貌调控研究现状

近年来,由于选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)技术解决了兼顾复杂结构和高性能金属构件快速制造的技术难题,其成为了学者们研究的热点。然而,SLM打印过程中具有温度梯度高且存在多尺度、多因素与多形式热物理间耦合交互作用等特点,构件内部不可避免地会产生缺陷。如何制备出致密度高、综合力学性能好的打印构件是目前SLM技术亟需解决的问题之一。打印参数的选取直接决定了构件的打印质量。大部分的打印参数优化方法都以试验法为主,但是如今材料更新换代速度快,面对不同的材料种类,需要重复进行相应的试验。目前,缺少基于理论基础的打印工艺调控方法。SLM构件内部是由大量熔池堆叠而成,熔池的形貌与性能直接影响构件最终的打印效果。因此,学者们开始将研究目光放在熔池上。相比于试验法,以熔池为研究对象的优化方法具有一定的普适性并且试验所需的成本与时间也大幅减少。但是该方法还面临着熔池形貌表征困难和打印参数对熔池形貌的影响机理不清晰等问题,因此还需要进行进一步探索。本文详细地梳理了SLM打印参数调控方法相关的国内外文献,对打印构件内部缺陷、熔池形貌和打印参数对构件成型的影响等方面的研究现状及动态进行了介绍。本文阐述了SLM打印参数和构件内部熔池在构件内部形貌调控的重要性,梳理了该领域中目前还待进一步探索的问题,为选区激光熔化技术的深入发展和应用提供参考与帮助。

3D打印参数对聚乳酸试样拉伸性能的影响

研究了三维(3D)打印关键工艺参数(填充密度、打印层高、打印壁厚和打印温度)对聚乳酸(PLA)试样拉伸强度和断裂伸长率的影响。结果表明,随填充密度的增大,试样的拉伸强度及断裂伸长率均呈增大趋势,但当填充密度为100%时,试件结构由空间网状结构转变为实体结构,造成断裂伸长率下降;随着打印层高的增加,试样拉伸强度降低,但断裂伸长率增加;随打印壁厚的增加,试样的拉伸强度以及断裂伸长率均呈现增加的趋势,但当打印壁厚为1.6mm时,试件断面以实体结构为主,造成断裂伸长率下降;PLA材质打印材料在210~220℃范围内获得的试件拉伸性能最好。

选择性激光烧结3D打印参数对成型精度影响研究

选择性激光烧结的成型过程中,零件的成型性能主要受激光功率、扫描速度、扫描间距与激光能量密度等多种因素的影响。采用实验方法研究了PS粉选择性激光烧结工艺,通过测量烧结件的尺寸精度,得出不同影响因素对烧结件成型精度影响的变化规律。通过实验结果发现,激光功率、扫描速度、扫描间距分别通过改变激光能量密度影响成型精度,并得到成型件精度与激光能量密度的变化规律,同时选出最佳的加工参数与加工方式,指导实际生产。

3D打印参数对聚乳酸力学性能的影响

通过3D打印制备了聚乳酸试样。研究了打印温度、速度、方向和热床温度等打印参数对PLA拉伸和弯曲性能的影响。结果表明,适当的打印温度能改善试样内部层与层之间的熔接痕缺陷。较高的打印速度增强了PLA分子链的取向;适当的热床温度有利于PLA晶体的形成和生长,从而提高其力学性能。纵向打印试样的力学性能普遍优于横向打印的。当打印温度、速度、方向和热床温度分别为(210~215℃)、80 mm/s、纵向和50℃时,PLA试样的综合力学性能最佳。