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基于轮廓补偿的熔融沉积制造产品尺寸精度研究

田国良 陈振 何洁 田晴晴

田国良, 陈振, 何洁, 田晴晴. 基于轮廓补偿的熔融沉积制造产品尺寸精度研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (6): 16-20. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.003
引用本文: 田国良, 陈振, 何洁, 田晴晴. 基于轮廓补偿的熔融沉积制造产品尺寸精度研究[J]. 制造技术与机床, 2023, (6): 16-20. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.003
TIAN Guoliang, CHEN Zhen, HE Jie, TIAN Qingqing. Research on FDM dimensional accuracy modeling method based on contour compensation[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (6): 16-20. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.003
Citation: TIAN Guoliang, CHEN Zhen, HE Jie, TIAN Qingqing. Research on FDM dimensional accuracy modeling method based on contour compensation[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (6): 16-20. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.003

基于轮廓补偿的熔融沉积制造产品尺寸精度研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.06.003
基金项目: 西安航空学院校级科研基金项目 (2020KY0210);陕西省自然科学基础研究计划(2022JQ-503);陕西省自然科学基础研究计划(2023-JC-YB-079);陕西省自然科学基础研究计划(2023-JC-QN-0625)
详细信息
    作者简介:

    田国良,男, 1989年生,博士,讲师,研究方向主要为熔融沉积成型产品质量控制。E-mail:tianguoliang@mail.nwpu.edu.cn

    通讯作者:

    田国良,男, 1989年生,博士,讲师,研究方向主要为熔融沉积成型产品质量控制。E-mail:tianguoliang@mail.nwpu.edu.cn

  • 中图分类号: TH16

Research on FDM dimensional accuracy modeling method based on contour compensation

  • 摘要: 针对熔融沉积制造(FDM)在热成型过程中由于材料收缩带来尺寸偏差的问题,基于初始设计模型进行轮廓补偿,以减小尺寸偏差,提升尺寸精度。采用正交试验设计系列正椭圆柱体、正三棱柱体和正四棱柱体模型,提出了两种轮廓补偿方式,分别采取方式一和方式二对试验件初始设计模型轮廓进行补偿。结果表明:针对本文研究案例,正椭圆柱体、正三棱柱体和正四棱柱体成型尺寸精度存在差异。两种方式均可提升尺寸精度,同一种方式对正椭圆柱体、正三棱柱体和正四棱柱体的尺寸精度提升程度不同,方式二有更优的补偿效果。

     

  • 图  1  实验件布局模型

    图  2  实验方案流程图

    图  3  轮廓补偿示意图

    图  4  熔融沉积制造工艺过程模型、加工过程和实验件

    图  5  椭圆长轴尺寸偏差

    图  6  椭圆短轴尺寸偏差

    图  7  正三棱柱体和正四棱柱体底边尺寸偏差

    表  1  实验件几何参数

    序号几何参数
    $ {l_{AB}} $/mm$ {l_{CD}} $/mm$ {l_{ZC}} $/mm
    11488
    2141010
    3141212
    416810
    5161012
    616128
    718812
    818108
    9181210
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    表  2  工艺参数表

    名称参数值
    材料polylactic acid
    层高/mm0.2
    打印速度/(mm/s)40
    喷头挤出温度/ ℃200
    填充率/(%)100
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    表  3  轮廓补偿方式对尺寸精度的影响程度

    方式尺寸精度提升程度/(%)
    椭圆长轴椭圆短轴正三棱柱体底边正四棱柱体底边
    未补偿0000
    方式一49.7865.0015.1292.50
    方式二69.0694.0020.9398.75
    下载: 导出CSV
  • [1] 卢秉恒. 增材制造技术−现状与未来[J]. 中国机械工程, 2020, 31(1): 19-23.
    [2] Kulkarni S, Shinde D K. A review on the study of polymers and recent development and future challenges in materials for additive manufacturing 3D printing[J]. Additive Manufacturing, 2019, 1(3): 51-63.
    [3] Jadhav A, Jadhav V S. A review on 3D printing: An additive manufacturing technology[J]. Materials Today:Proceedings, 2022, 62(4): 2094-2099.
    [4] 张衡, 杨可. 增材制造的现状与应用综述[J]. 包装工程, 2021, 42(16): 9-14.
    [5] 李彬, 顾海, 张捷, 等. 基于化学处理的熔融沉积成型后处理研究进展[J]. 现代制造工程, 2019(11): 155-160.
    [6] 刘洋子健, 夏春蕾, 张均. 熔融沉积成型3D打印技术应用进展及展望[J]. 工程塑料应用, 2017, 45(3): 130-133.
    [7] Long J, Gholizadeh H, Lu J, et al. Review: application of fused deposition modelling (FDM) method of 3D printing in drug delivery[J]. Current Pharmaceutical Design, 2017, 23(3): 433-439. doi: 10.2174/1381612822666161026162707
    [8] Dong Y W, Kun B U, Dou Y Q, et al. Determination of wax pattern die profile for investment casting of turbine blades[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2011, 21(2): 378-387. doi: 10.1016/S1003-6326(11)60725-5
    [9] 董一巍, 卜昆, 窦杨青. 基于ProCAST仿真文件的精铸模具反变形方法[J]. 航空制造技术, 2009(20): 72-79.
    [10] 穆存远, 朱岩. 基于信噪比的FDM快速成型工艺参数优化分析[J]. 沈阳建筑大学学报:自然科学版, 2016, 32(6): 1104-1110.
    [11] Alafaghani A, Qattawia A, Alrawia B, et al. ScienceDirect experimental optimization of fused deposition modelling processing parameters: a design-for-manufacturing approach[J]. Procedia Manufacturing, 2017, 10: 791-803. doi: 10.1016/j.promfg.2017.07.079
    [12] 南思豪, 刘健, 关舒文. 面向FDM筒形件尺寸收缩特性的数值模拟研究[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(1): 101-108.
    [13] 韩江, 王益康, 田晓青. 熔融沉积(FDM)3D打印工艺参数优化设计研究[J]. 制造技术与机床, 2016(6): 139-146.
    [14] 杨恩源. 基于FDM快速成型工艺的优化[J]. 北京服装学院学报:自然科学版, 2012(1): 70-76.
    [15] Panda S K, Padhee S, Sood A K, et al. Optimization of fused deposition modelling (FDM) process parameters using bacterial foraging technique[J]. Intelligent Information Management, 2009, 1(2): 89-97. doi: 10.4236/iim.2009.12014
    [16] 冯婧, 李真真. 一种基于FDM成型的圆筒制件工艺参数优化研究[J]. 信息记录材料, 2017, 18(1): 60-61.
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-06
  • 录用日期:  2023-04-07

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