FDM 快速成型工艺对成型件力学性能的影响
FDM快速成型加工工艺问题研究

FDM快速成型加工工艺问题研究1. 引言1.1 研究背景FDM(快速成型加工)技术是一种广泛应用于快速原型制作和小批量生产的先进制造技术。
随着3D打印技术的快速发展,FDM技术也逐渐受到广泛关注和应用。
尽管FDM技术具有诸多优点,如成本低、制作速度快、制作过程简单等,但也存在一些问题和挑战,例如造成制品表面质量不佳、制品尺寸精度不高等。
为了进一步提高FDM技术的成型质量和效率,需要深入研究FDM技术的原理、存在的问题以及优化研究。
FDM材料的选择与性能对成型质量和制品性能也具有重要影响,需要进行深入探讨和分析。
本文旨在对FDM技术进行深入研究,探讨其存在的问题及解决方案,优化工艺参数以提高成型质量,研究不同材料对制品性能的影响,最终为FDM技术的进一步应用提供理论指导和实践经验。
1.2 研究目的FDM快速成型加工技术是一种广泛应用于原型制作和小批量生产的快速成型技术,但在实际应用中仍然存在一些问题和难点。
本文旨在通过对FDM技术的原理、存在的问题、工艺参数优化研究、材料选择与性能研究以及工艺与制品质量关系的分析,深入探讨FDM快速成型加工工艺中存在的问题,并寻求解决方案。
具体研究目的如下:1. 分析FDM技术的原理,深入了解该技术的工作原理和特点,为后续对问题的解决提供理论基础。
2. 探讨FDM技术中存在的问题,包括外形精度、强度、表面质量等方面的不足,寻找解决方案。
3. 研究FDM工艺参数的优化,提高零件的成形质量和性能。
4. 对不同材料的选择与性能进行研究,提高零件的耐用性和稳定性。
5. 分析FDM工艺与制品质量之间的关系,为进一步改进工艺提供依据。
通过以上研究目的的实现,我们希望能够为FDM快速成型加工技术的发展和应用提供有益的参考和指导。
2. 正文2.1 FDM技术原理分析不足的提示、空行等。
感谢理解。
FDM(Fused Deposition Modeling)即熔融沉积建模技术,是一种常见的快速成型加工技术。
fdm增材制造的成型原理及其优点

FDM增材制造的成型原理及其优点1.引言F D M(Fu se dD ep os it i on Mo de li ng)是一种常见的增材制造技术,它基于熔融沉积原理,使用热塑性材料通过挤出头逐层构建三维物体。
本文将介绍F DM增材制造的成型原理以及该技术的优点。
2.成型原理F D M增材制造的成型原理如下:材料供给1.:FD M技术使用热塑性材料,如AB S、PL A等,这些材料以细丝的形式装载到称为“填料盘”的供给系统中。
熔融挤出2.:在构建过程中,填料盘中的材料被送入到挤出头中并加热,使其达到熔融状态。
层叠构建 3.:挤出头移动于构建平台上方,将熔融材料通过喷嘴挤出,并在平台上一层一层地堆积。
快速冷却固化 4.:一旦熔融材料被挤出形成所需形状后,它迅速冷却,固化成稳定的结构。
通过以上过程,F DM成功实现了三维物体的构建。
3. FD M增材制造的优点F D M增材制造技术具有以下几个优点:3.1节约材料F D M技术采用的是按需制造,相比传统的加工方法,减少了浪费和材料消耗。
未被使用的材料可以回收再利用,提高了资源利用率。
3.2设计自由度高F D M增材制造技术可以打破传统制造工艺的限制,实现更复杂、更精细的三维结构。
设计师可以根据需求进行个性化设计,并能够快速验证原型,提高产品开发效率。
3.3快速生产F D M增材制造技术通过自动化的层叠构建过程,大大缩短了产品制造的时间。
相比传统的制造方法,F DM可以在几小时内完成一个产品,提高了生产效率。
3.4降低成本F D M增材制造技术的快速生产和节约材料的特点使其成本更低。
传统的生产过程中,频繁的工装设计和制造、中间环节的加工和运输费用都会增加成本,而FD M技术可以将这些成本降至最低。
3.5制造复杂结构F D M增材制造技术可以轻松构建复杂的结构,如薄壁结构、中空结构等。
这在一些领域,如航空航天、医疗器械等,具有重要应用价值。
4.结论F D M增材制造技术基于熔融沉积原理,通过挤出头逐层构建三维物体。
FDM快速成型加工工艺问题研究

FDM快速成型加工工艺问题研究一、引言FDM(Fused Deposition Modeling),即熔融沉积成型技术,是一种快速成型技术,其工艺流程主要是利用专用的3D打印机,通过计算机将设计好的三维模型切割成一层一层的二维截面,然后逐层堆叠打印材料,最终形成三维实体。
FDM技术在快速成型领域具有广泛的应用,但在实际生产过程中还存在一些问题,本文将对FDM快速成型加工工艺中的问题进行研究,以期能够提高FDM技术的应用效率和成型质量。
二、FDM快速成型加工工艺存在的问题1. 打印精度不高FDM技术在打印过程中容易受到热胀冷缩的影响,导致成品尺寸与设计尺寸存在差异,尤其在大型件的打印过程中更为明显,影响了产品的精度。
材料在堆叠成型中容易出现变形和翘曲现象,进一步影响了打印精度。
2. 表面质量不佳FDM技术在堆叠打印过程中,由于材料温度的影响和层与层之间的连接问题,导致成品表面存在明显的层状纹理和毛刺,降低了产品的外观质量。
3. 加工速度慢FDM技术在实际应用中,由于打印速度受到电机性能和材料熔化速度的限制,导致加工速度较慢,尤其在大型件的打印过程中更为明显,影响了生产效率。
4. 材料选择有限FDM技术在材料选择上存在一定的局限性,一方面受到打印机型号的限制,另一方面受到材料熔化温度的影响,导致无法满足一些特殊性能要求。
5. 设备和成本限制FDM技术的设备价格昂贵,同时耗材成本也相对较高,加之设备维护费用和操作成本,限制了FDM技术的大规模应用,影响了产业的发展。
三、针对FDM快速成型加工工艺问题的解决方法1. 提高打印精度针对FDM技术打印精度不高的问题,可以通过优化打印参数、提高材料的熔化温度和改善材料层间粘结等手段进行改进。
还可以引入先进的自动补偿技术和实时监测技术,提高成品的精度。
2. 改善表面质量针对FDM技术表面质量不佳的问题,可以通过优化打印路径、调整层厚和选择合适的材料等手段进行改进。
FDM工艺参数对成型制品尺寸精度影响的研究

1 引 言
文献 标识 码 : A
文章编 号 : 1 6 7 3 — 2 6 0 X ( 2 0 1 5 ) 0 1 — 0 0 5 5 — 0 3
熔融状态 , 然 后 被选 择 性 地涂 覆 在 工作 台上 , 快 速
熔融沉积( F u s e d D e p o s i t i o n Mo d e l i n g , F D M) 快
V0 l _ 31 No . 1
J a n . 2 0 1 5
F D M工艺参数对成型制 品尺寸精 度影 响 的研究
邬 宗鹏
( 安徽 工业 大学 工程 实践 与创新 教 育 中心 ,安 徽 摘 马鞍 山 2 4 3 0 0 2 )
要 : 随着 熔融 沉积 ( F DM ) 的进 一 步应 用 , 制 品 成型 尺 寸精 度 成 为 F D M 在 工业发 展 中的 关键 问
冷却后形成加工工件截面轮廓.当一层成 型完成
后, 工 作 台下 降一 截 面层 的高 度 , 喷 头再 进 行下 一 层 的涂覆 , 如 此循 环 , 最 终形 成三 维制 品[ 2 1 .
3 F D M 系统 的主 要工 艺参数
速成型是一种基于喷射的成型技术 ,具有成本低 、
成 型 速 度较 快 、 无污染等特点l l J . 在 F D M 成 型 加 工 过程中 , 每 一个 环 节 都 可能 会 引起 误 差 , 这 些 误差
型制 品精 度或 加 工时 间都有 或 多或少 的影 响 , 但 主 要 还是 由少数 几个 工艺 参数 来控 制 的 , 本 文选 取 了 三 个 最 重要 的工 艺参 数 在 成 型加 工 之前 必 须 予 以
试验 , 考察不同的主要工艺参数对制品尺寸精度 的
FDM型精度研究

一、FDM模型制件精度的影响因素FDM工艺是一项涉及CAD/CAM、数据编程、材料编制、材料制备、工艺参数设置与后处理等环节的集成制造过程。
每一个环节都会引起误差,严重影响FDM成型件的精度,阻碍了其在功能元件制造过程中的应用与推广。
以下是几个主要影响因素:1、材料性能及影响因素FDM材料的性能将直接影响模型的成型过程及成型精度,其在加工过程中要经过固体——熔体——固体两次相变过程,在第二次相变过程中,冷却收缩,会导致应力集中材料变形,继而影响材料的成型精度。
2、喷头温度的设定及影响因素喷头温度影响材料的丝材流量、挤出丝宽度、粘结性能及堆积性能等。
温度过低,丝材粘度就会加大,挤出丝速度变慢,会导致喷头堵塞,同时丝束的层与层之间粘结强度也会降低,可能导致层与层之间的剥离;温度过高,材料趋于液态,粘性系数变小,流动性变强,会导致挤出速度过快无法形成精确控制的丝束,在加工制作时可能会出现前一层的材料尚未冷却,后一层就铺覆在前一层的上面,使得前一层材料出现坍塌现象。
因此,喷头温度的设定非常重要,要根据每种丝束的性质在一定的范围内进行恰当地选择,保证挤出的丝束成正常的融熔流动状态。
3、挤出速度的选择及影响因素挤出速度是指喷头内熔融状态的丝束从喷嘴挤出时的速度。
若挤出速度增大,挤出丝的截面宽度就会增大,当挤出速度达到一定值,挤出的丝束粘附在喷嘴外圆锥面,形成“挤出胀大”现象,出现这种情况就不能进行正常加工。
4、分层厚度的合理选择分层厚度是指在成型过程中每层切片截面的厚度。
由于每层有一定的厚度,会在成形后的实体表面产生台阶现象,直接影响成形件的尺寸误差与表面粗糙度。
通常情况下,分层厚度越大,模型表面产生的台阶高度也就越大,表面质量会越差,但加工效率会提高。
反之,加工效率会变低。
此外,为了提高成形精度,加工完成后,会进行相应的打磨抛光处理。
5扫描方式的合理选择FDM成形方法中的扫描方式有很多种,如回转扫描、偏执扫描、螺旋扫描等。
熔融沉积(FDM)工艺参数对制件表面精度及力学性能影响的实验研究

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2019 年 2 月
北华航天工业学院学报
第 29 卷
(W)× 高(H):115.0mm×25.0mm×4.0mm。如图 1 所示。
图 1 试样的三维模型
1.3 基于正交实验法进行参数优化设计
正交实验法就是利用排列整齐的表——正交
表来对实验进行整体设计、综合比较、统计分析,实
现通过少数的实验次数找到较好的生产条件,以达
基金项目:廊坊市科技支撑计划项目(2016011082) 收稿日期:2018 - 10 - 19 第一作者简介:吴伟(1985 -),男,讲师,硕士,河北邯郸人,主要 从事材料成型及控制工程研究。
参数方案。 熔 融 沉 积 是 将 丝 状 的 热 熔 性 材 料(如 PLA,
ABS,尼龙等)加热融化 [1],再通过打印机内的一个 微细喷嘴的喷头挤喷出来,当喷头沿制件内外截面 轮廓和内部填充的轨迹进行运动时,挤出的材料迅 速固化,并与已固化的材料相粘结,经逐层地堆积 后,形成三维制件实体 [2(] 打印完成后需冷却一段时 间方可取出)。 1 试验方法 1.1 FDM 技术的主要工艺参数
(2)打印厚度:即制件成型过程每层切片截面的 实际厚度,该参数与所用的喷嘴的种类有关,一般 取 0.1mm - 0.4mm[3]。
(3)打印速度:针对本次实验的打印机而言,其 打印速度分为三档,在此只做定性分析,即慢速,标 准,快速。 1.2 试样三维模型的建立
设计样件形状为拉伸件,其尺寸为:长(L)× 宽
到更优的生产工艺效果,这种实验设计法是从大量
的试验点中挑选适量的具有代表性的点,利用已经
设计好的表格——正交表来安排试验,设计相应的
试验数据,并进行数据分析的方法。由于正交表具
FDM工艺参数对成型制品尺寸精度影响的研究
FDM工艺参数对成型制品尺寸精度影响的研究FDM(Fused Deposition Modeling)是一种常见的增材制造(Additive Manufacturing)技术,通过在每一层逐渐堆积材料制造物体。
在FDM工艺中,制造参数对成型制品的尺寸精度有着重要的影响。
本研究将探讨不同FDM工艺参数对成型制品尺寸精度的影响,并提出优化建议。
首先,FDM工艺中的材料层厚度是一个重要的参数。
较小的材料层厚度可以提高成品的表面精度和尺寸精度,但会增加制造时间。
较大的材料层厚度可以加快制造速度,但会降低成型制品的表面质量。
因此,在选择材料层厚度时,需要根据具体要求进行权衡和选择。
其次,填充密度也会对成型制品的尺寸精度产生影响。
较高的填充密度可以增强成品的强度,但也会增加材料的用量和制造时间。
较低的填充密度则可以减少材料用量和制造时间,但会降低成品的强度。
因此,在选择填充密度时,需要根据制品的实际使用需求进行权衡。
此外,工艺温度也是影响成型制品尺寸精度的重要因素之一、较高的工艺温度可以增加熔融材料的流动性,提高尺寸精度。
但过高的温度可能导致材料融化过度,造成制品尺寸超出预期。
因此,在确定工艺温度时,需要根据材料的熔点和粘度等参数进行合理选择。
最后,喷嘴直径也会对成型制品尺寸精度产生影响。
较小的喷嘴直径可以提高尺寸精度,但会增加制造时间。
较大的喷嘴直径可以加快制造速度,但会降低尺寸精度。
因此,喷嘴直径的选择需要根据所需尺寸精度和制造效率进行权衡。
综上所述,FDM工艺参数对成型制品尺寸精度有着重要的影响。
针对不同需求,可以通过调整材料层厚度、填充密度、工艺温度和喷嘴直径等参数来优化成型制品的尺寸精度。
在使用FDM工艺进行增材制造时,需要综合考虑制品的尺寸要求、表面质量、制造时间和材料消耗等因素,以实现最佳的制造效果。
fdm工艺对成型材料的要求
fdm工艺对成型材料的要求
在3D打印中,FDM(熔沉积制造)是一种常见的工艺。
它将均匀的热塑性料料线经过热头加热后挤出,并定向沉积成三维模型。
与其他工艺相比,FDM工艺对成型材料有一些特殊的要求。
第一,材料必须易于挤压。
FDM工艺使用一个螺杆将熔融的塑料材料从喷嘴中挤出。
因此,材料必须有较低的黏度,以便达到适当的流量。
由于较高的黏度会导致塑料材料难以挤出,这样就会影响到打印过程中的精度和质量。
第二,材料必须有足够的粘附力。
在FDM工艺中,打印机一般会在完成一层后停下来,等待材料冷却和固化。
这导致了一些问题,因为打印出的材料可能会收缩或变形。
为了避免这种情况,材料必须有足够的粘附力,确保一层可以紧密粘附到下一层,同时尽量减少或消除任何变形或失真。
第三,材料必须有足够的强度和稳定性。
FDM打印的模型通常是由很多薄层建立而成的,因此有时可能会遇到层间接合不良的问题,这会导致模型强度不足,或者甚至是破裂。
此外,某些材料可能会因为温度变化或者受潮而失去稳定性,从而导致变形或失真。
第四,材料必须易于后处理。
FDM打印的模型通常需要进一步处理,比如打磨、切割或者钻孔等。
因此,材料必须易于后处理,即钻孔或扩口过程中,不会出现材料折断或者塑料粉末打散等情况。
总的来说,FDM工艺对成型材料的要求较为严格。
这些特殊要求确保了FDM工艺的成功应用,并且为未来的3D打印提供了广阔的应用前景。
FDM 3D打印制件综合性能的影响因素分析
FDM 3D打印制件综合性能的影响因素分析作者:郑小军俞高红来源:《科技视界》2018年第31期【摘要】本文从FDM熔融沉积成型的工艺流程出发,将影响制件综合性能的因素分为前期原理性误差、中期成型过程中的工艺性误差和后期后处理误差,对各阶段的主要误差形成机理作了详细分析并提出解决方法,为制件的表面质量、尺寸精度和机械性能的工艺试验和优化研究提供了指导性依据。
【关键词】FDM;3D打印;影响因素中图分类号: TP334.8 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2018)31-0001-003DOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2018.31.001【Abstract】Starting from the technological process of FDM melt deposition forming,this paper divides the factors affecting the comprehensive performance of the parts into pre-principled error,process error and post-processing error in the mid-term forming process.The formation mechanism of the main errors in each stage is analyzed in detail and the solutions are put forward,so as to provide the surface quality and ruler of the parts.The process test and Optimization Study of inch accuracy and mechanical properties provide a guiding basis.【Key words】FDM;3D printing;Influencing Factors1 概述FDM,即为熔融沉积成型,是快速成型技术的典型代表,它是利用高温将熔丝材料融化成液态,通过喷嘴挤出后固化,最后在立体空间上逐层堆积排列形成三维实物。
FDM快速成型加工工艺问题研究
FDM快速成型加工工艺问题研究FDM(熔融沉积建模)是一种快速成型加工工艺,它是一种利用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术,将塑料线材或金属线材通过高温熔化,喷射成一层一层的方式制造出三维实体模型或零部件的技术。
FDM技术具有成本低、速度快、适用范围广等优势,已被广泛应用于汽车制造、航空航天、医疗器械、工程机械等领域。
FDM技术在应用过程中也面临着一些问题,如材料熔化不均、成品精度不高等问题,这些问题直接影响了成品质量和生产效率。
本文旨在对FDM快速成型加工工艺中存在的问题进行研究,探讨相应的解决方案,以期提高FDM技术的应用效率和产品质量。
一、FDM快速成型工艺的基本原理FDM技术是一种增材制造技术,它的基本原理是利用计算机将三维CAD模型切片成多层薄片,然后将热塑性材料通过喷嘴加热熔化,通过运动控制系统将材料喷射在工作台上,一层一层堆积成立体零部件或模型。
FDM技术的主要工艺参数包括喷嘴温度、工作台温度、喷嘴运动速度、材料熔化速度等。
在实际应用中,这些工艺参数的选择对成品质量和生产效率有着重要影响。
二、FDM快速成型工艺存在的问题1. 材料熔化不均FDM技术中,材料的熔化是至关重要的环节,但是在实际应用中经常出现材料熔化不均匀的问题,主要表现为部分区域熔化不足,或者熔化过量。
这会导致成品表面粗糙、密实度不高、强度不足等问题。
2. 成品精度不高由于FDM技术是一种逐层堆积的工艺,每一层之间的粘接和定位都直接影响着成品的精度。
在制造高精度零部件或模型时,FDM技术往往难以满足要求,成品的尺寸精度和形状精度都很难达到设计要求。
3. 生产效率低由于FDM技术属于逐层堆积的制造方式,加工速度较慢,而且在大型零部件的制造过程中,往往需要长时间的堆积和固化,影响了生产效率。
三、解决FDM快速成型工艺问题的方案1. 材料熔化均匀为解决材料熔化不均的问题,可以采取以下措施:首先优化喷嘴结构,保证材料从喷嘴出口均匀流出;其次控制喷嘴温度和运动速度,避免材料在运动过程中温度波动过大,导致熔化不均匀;选择质量稳定的热塑性材料,也是解决材料熔化不均的重要手段。
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p l a s t i c p a r t s we r e f o r me d t h r o u g h a f u s e d d e p o s i t i o n mo d e l i n g( F DM ) m e t h o d,a n d t h e e f f e c t o f r a w ma t e r i a l s ,s e t t i n g a n g l e s a n d p r i n t e r n o z z l e s o n t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t h e p a r t s we r e i n v e s t i g a t e d .Th e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e t e n s i l e a n d i mp a c t s t r e n g t h i n c r e a s e d a t f i r s t a n d t e n d e d t o d e c r e a s e a f t e r wa r d s wh e n t h e s e t t i n g a n g e l s o f p r i n t e r v a r i e d f r o m 0 。t o 9 0。 ,a n d t h e y a c h i e v e d ma x i mu m v a l u e s a t t h e s e t t i n g a n g e l o f 4 5 O . Th e f l e x u r a l s t r e n g t h i n c r e a s e d wi t h a n i n c r e a s e o f s e t t i n g a n g e 1 . Mo r e o v e r ;t h e p l a s t i c p a r t s f o r me d b y T1 6 一 t y p e p r i n t e r n o z z l e g a i n e d b e t t e r
明, 4 5。 角放 置样件的拉伸和 冲击强度最 佳 ; 随着放 置角度 的增加 , 样 件弯 曲强度也 随之增 大 ; 采用相 同放置方 式成 型
测试样件 , T1 6喷嘴 打 印 成 型 件 较 T1 2喷 嘴 打 印成 型 件 的力 学 性 能 更 佳 。
关
键
词: 快速成型 ; 放置角度 ; 填 充方式 ; 力学性 能
Ef f e c t o f Ra pi d Pr o t o t y p i ng Te c hn i qu e o n Me c h a n i c a l Pr o p e r t i e s o f Pl a s t i c Pa r t s Thr o u g h FDM Pr o c e s s
LI U Ya ,H E Bi n g ,CH EN Pe n g f e i ,ZHAO Ha i c h a o ,BO Fu x i a n g ,
( 1 . J i a n g s u Xu z h o u Co n s t r u c t i o n Ma c hi n e r y Re s e a r c h I n s t i t u t e ,Xu z h o u 2 2 1 0 0 4,Ch i n a ;2 . S t a t e Ke y La b o r a t o r y o f I n t e r l i g e n t
具有最佳力学性 能的打印工艺 。分别 以美 国 S t r a t a s y s 公 司生产 的 AB S - M3 0 、 P P S F和 Ul t e m 9 0 8 5 打 印材 料为研究 对
象, 采 用常规填充方式 , 以x y平 面为基准面 , 0。 ~9 O。 范 围内分 别设置不 同放置 角度打 印并 测试其 力学性 能 。结果 表
( 1 . 江苏徐 州工 程机械研究院 , 江苏 徐州 2 2 1 0 0 4 ; 2 . 徐2 1 2 集 团高端 工程 机械智能制造 国家重点实验室 , 江苏 徐州 2 2 1 0 0 4 )
摘 要: 基 于熔融沉积成型 ( F D M) 技术 , 研 究了不 同材料 、 成型件放置角度和喷嘴型号对成型件力学性能 的影 响 , 得 到
文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 1 — 9 2 7 8 ( 2 0 1 7 ) 0 4 — 0 0 7 5 — 0 6
中图分类号 : T Q3 2 3
D OI : 1 0 . 1 9 4 9 1 / j . i s s n . 1 0 0 1 — 9 2 7 8 . 2 0 1 7 . 0 4 . 0 1 4
第3 1 卷
第4 期
中 国 塑
料
Vo I . 3 1 , No . 4
Ap r . , 2 01 7
2 0 1 7年 4月
CHI NA PLAS TI CS
F DM 快 速 成 型 工 艺对 成 型 件 力学 性 能 的 影 响
刘 亚 , 何 冰 一, 陈鹏飞 . 一 , 赵 海超L , 薄夫祥
Ab s t r a c t : Ta k i n g AB S - M3 0 ,PP S F a n d Ul t e m 9 0 8 5 3 D p r i n t i n g ma t e r i a l s a s t h r e e t y p i c a l c a s e s ,t h e