LOM薄木层积热压过程中温度实时模拟模型构建

【目的】采用数学方法实时描述LOM薄木层积热压过程中的温度变化,探讨热压工艺参数与温度场分布梯度的关系,为满足成型零件胶合质量与加工精度需求提供参考。【方法】以木材传热理论为基础,根据能量守恒定律,建立LOM薄木层积热压过程的传热控制方程和边界方程,通过基本假设简化模型,将层积热压过程的三维非稳态导热问题简化为一维非稳态传热问题。采用向前差分法对控制方程和边界条件进行离散,利用MATLAB软件实时模拟层积热压过程中零件内部的温度场,观察温度场变化。对不同深度层的温度分布曲线进行分析,解释层积热压过程中温度随层数变化的规律,并根据仿真所得数据绘制二维折线图。【结果】由MATLAB仿真结果和薄木层积热压温度曲线数学模型可知,随着叠加层数增加,热压板对薄木层温度的影响不断减弱。靠近热压板的薄木层温度变化显著,是因为当热压板工作时,薄木层与热压板之间产生强烈的对流换热,薄木层温度上升,当热压层数为15层时,靠近热压板的首层薄木层温度为113.07℃。沿薄木层积垂直方向,随着薄木层深度增加,热压板对薄木层温度的影响不断减弱,是因为离开热压板后低温空气进入并与薄木层进行对流换热,薄木层温度迅速下降,第3层温度为99.61℃,由第1层到第3层,间隔1层,温度下降近14.00℃。在一定深度以下或接近底板的薄木层,温度变化较为缓慢,第13层温度为77.50℃,第15层即靠近底板的薄木层温度为75.64℃,第13层到第15层,间隔1层,温度下降不到2.00℃。【结论】模型中模拟数据与试验数据拟合优度较高,模型对LOM制造工艺具有较强指导作用。本研究所建数学模型与LOM机床工作过程相吻合,所编程序可用于分层实体制造过程中温度场的实时模拟,MATLAB仿真过程可计算模型各点温度变化历程,对提高薄木黏结质量十分重要。

EFFECT OF TIME AND ENVIRONMENT ON THE DIMENSION PRECISION AND MASS OF LOM PROTOTYPES

The effect of time and environment on the dimension precision and mass of LOM prototypes was experimentally investigated.It is to identify the stability of the dimension of LOM prototypes after forming.The results show that the dimension and the mass tendency to grow,which is mainly caused by elastic recovery and moisture absorption and is characterized principally by the growth of Z dimension.Self restraint can be a significant factor to influence Z growth of LOM prototypes.

基于Unigraphics的氧枪喷头快速成型技术研究

介绍了利用UG平台快速获得四孔氧枪喷头三维CAD模型,输出.STL文件到HRP-Ⅱ系统中进行图形处理,并应用了分层实体制造工艺LOM方法进行快速成型加工。实现了氧枪喷头的快速数字化成型技术。经实践证明,提高了产品的精度,缩短了制造周期,并得以很好的应用。