打印层厚度对FDM薄板固有特性的影响

针对不同打印层厚度对熔融沉积成型(fused deposition modeling,简称FDM)薄板固有特性的影响规律及相应的机理进行了研究。首先,以悬臂边界条件下的FDM薄板为研究对象,创建了固有特性理论模型;其次,完成了薄板样件的制备,同时搭建了样件的动力学测试系统,实验研究了样件的固有特性参数;最后,对比分析理论与实验结果,以验证理论模型的正确性。研究结果表明,所建模型可以准确预测FDM薄板结构的固有特征参数;打印层越厚,样件的固有频率越高,但其模态振型不会随着打印层厚度的变化而变化。该研究为提高FDM产品动力学性能提供了理论基础和技术支持。

打印层厚度及路径宽度对熔丝成型结合颈的影响规律研究

熔丝成型(Fused-filament fabrication,FFF)是当今应用最广泛的3D打印技术之一,构成FFF产品的挤出材料丝之间的结合颈对其成型质量及机械性能有着至关重要的影响,然而相应的机理仍不明确。将理论与试验相结合,针对不同打印层厚度及路径宽度对FFF样件结合颈的影响规律进行研究,首先基于挤出材料丝的黏性烧结现象创建结合颈的理论模型;然后,完成FFF样件的制备以及试验准备工作,进而使用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)对样件的结合颈进行分析及测量;最后,对比分析理论与试验结果,确定打印层厚度及路径宽度对FFF样件结合颈的影响规律,验证理论模型的正确性。结果表明增大打印层厚度会增大纵向结合颈,减小横向结合颈;而增大路径宽度可以增大横向结合颈,减小纵向结合颈。总体上,增大打印层厚度或路径宽度可以提高FFF样件的层间结合质量,并阐明相应的机理。研究成果将为FFF技术在改善成型质量方面提供理论参考和技术支持。