不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究

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FDM中温度和层厚对成型质量和成型效率的影响研究

FDM中温度和层厚对成型质量和成型效率的影响研究熔融沉积成型技术(FDM)作为快速成型技术的一种,与传统加工技术相比具有加工成本低、制造工艺简单、制造过程柔性高、成型件结构的复杂程度高等明显优势,因此在制造业具有广泛应用。

然而熔融沉积成型技术的成型质量和成型效率一直制约着这门技术的发展,本文研究熔融沉积成型中的温度和分层厚度对成型质量和效率的影响,探索提高质量和效率的方法,具有重要的理论意义和应用价值,具体工作如下:建立了熔融沉积成型过程的热分析有限元模型,确定成型机加热装置的温度场类型、热传递方式及导热方程和边界条件。

建立了加热装置的三维几何模型和Ansys有限元模型,进行了温度场仿真分析,获得了加热装置在不同热载荷下的温度场云图和热流密度云图。

仿真结果表明,熔融沉积成型的温度场总体状态稳定,成型过程温度场波动较小,可以持续保持热量的供给以保证成型件的成型质量和成型效率。

建立了熔融沉积成型机实验平台,通过红外热像仪对成型温度进行检测,获得了成型过程的温度场分布图。

采用徕卡DCM3D显微镜等测量设备对不同成型温度下成型件的表面粗糙度、尺寸精度、拉伸强度和弯曲强度进行了测试分析,获得了熔融沉积成型的温度对成型质量和效率的影响规律。

实验结果表明成型温度越高,成型件的质量越好,同时考虑升温降温过程中的时间因素,会使成型效率有所降低。

使用归一化的处理方法改进了基于模型STL格式表面三角面片法向量的自适应分层切片算法,较好的解决了模型分层过程中自适应分层效果差的问题。

通过Matlab软件分别对层厚0.1mm和0.3mm的等厚分层算法、自适应分层算法和改进的自适应分层算法同时进行仿真对比分析,结果表明使用改进算法的模型切片数减少,自适应效果显著提高。

使用C++语言和Python语言基于分层软件Cura完成了自适应分层算法及其改进算法的编译和调试,通过熔融沉积成型实验对仿真结果进行了验证,实验结果表明使用改进的自适应分层算法可以使成型效率提高22%,表面粗糙度降低29%。

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。

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究FDM成型技术是一种快速成型技术，其可以制造形状各异、结构复杂的零件，被广泛应用于航空、汽车、医疗等领域。

然而，FDM成型件的机械性能受到多种因素的影响，如材料种类、填充率、层间粘结、制造参数等，下面将对这些因素对FDM成型件机械性能的影响进行研究。

一、材料种类FDM成型材料种类繁多，分为热塑性与非热塑性两大类，而且同一种材料的牌号也会因生产商的不同而产生差异。

因此，材料种类对FDM成型件机械性能的影响非常重要。

热塑性材料由于具有较好的热稳定性、可塑性和耐久性，目前应用广泛。

而非热塑性材料虽然具有优异的力学性能，但也因料价昂贵、燃烧性能不佳等原因限制了其发展。

二、填充率填充率是指FDM成型时所填充的空隙率，其直接决定了零件的强度和硬度。

一般来说，填充率越高，成型件的机械性能越好，但同时会造成制造成本增加。

因此，在选择填充率时需根据零件所需的特性进行合理选择。

三、层间粘结层间粘结是指不同层材料之间的粘结情况，直接影响FDM成型件的力学性能和尺寸精度。

层间粘结会受到多种因素的影响，如打印速度、材料熔化温度、粉末流速等，因此应在制造参数的选择上充分考虑。

四、制造参数制造参数是指对FDM成型机进行调整的各项参数，包括打印速度、挤出率、层高、熔化温度等。

制造参数的选择将直接影响FDM成型件的机械性能和尺寸精度。

过高或过低的熔化温度、挤出率、层高等参数都会影响成型件的层间粘结情况和零件的机械性能，因此，在制造过程中需要根据零件的特性进行合理调整。

综上所述，FDM成型件的机械性能受多种因素的影响，其中材料种类、填充率、层间粘结和制造参数是最为重要的因素。

在制造过程中应根据零件的特性和要求进行合理的参数选择和材料选择，以获得更好的机械性能和尺寸精度。

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（Fused Deposition Modeling）是一种常见的快速成型加工工艺，它适用于许多领域，如汽车、航空、医疗等。

然而，在FDM快速成型加工过程中，存在着一些问题，本文将对这些问题进行研究。

一、成型速度成型速度是FDM快速成型加工中的一个重要参数，它直接关系到加工效率、成型质量和成型精度。

通常情况下，成型速度越快，对设备和原材料的消耗就越大，加工成本也就越高，但是如果成型速度过慢，则会影响到加工效率和成型质量。

因此，在选择成型速度时需要综合考虑以上因素，合理调节加工参数，以达到最佳的成型效果。

二、成型温度成型温度是影响FDM快速成型加工成型效果的另一个重要参数。

成型温度过高或过低都会影响到成型质量和成型精度。

成型温度过高会导致材料熔化，从而导致成型品表面出现瑕疵和变形。

而成型温度过低则会导致成型品固化不良、成型精度下降等问题。

因此，在FDM快速成型加工中，需要根据材料的特性、成型品的要求等因素来选择合适的成型温度。

三、材料特性材料的特性是影响FDM快速成型加工成型效果的一个重要因素。

不同的材料具有不同的特性，如强度、耐热性、耐腐蚀性等，这些特性对于成型品的性能和质量有重要影响。

因此，在选择材料时，需要根据成型品的要求和材料的特性来选择合适的材料，以达到最佳的成型效果。

四、技术操作技术操作是FDM快速成型加工中非常关键的一个环节，它直接影响到成型质量和成型精度。

在技术操作时，需要注意以下几点：一是压力调节，要保持稳定的压力，以确保材料流动的稳定性和均匀性；二是喷头间隙调节，要确保喷头间隙合适，以避免喷头堵塞和成型品出现缺陷；三是设备保养，要保持设备的清洁和维护，以保证设备的正常运作。

总之，FDM快速成型加工是一种很有发展前途的加工技术，但是在实际应用中需要面对各种问题和挑战。

通过对成型速度、成型温度、材料特性和技术操作等问题的研究，可以提高FDM快速成型加工的成型效率、成型质量和成型精度，从而更好的满足各种行业的需求。

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（熔融沉积建模）是一种通过将熔融的材料逐层堆积来制造三维物体的增材制造技术。

在FDM工艺中，影响成型制品尺寸精度的因素有很多，包括材料特性、打印参数以及机器精度等。

本文将从FDM工艺参数对成型制品尺寸精度的影响进行研究。

首先，对于FDM工艺来说，材料的熔化温度和流动性是非常重要的。

材料的熔化温度直接影响了熔融态时的粘度和流动性，进而影响了成型的精度。

如果材料的熔化温度设置过高或过低，都会对成型制品的尺寸精度造成影响。

因此，在FDM工艺中，需要根据材料的特性来合理设置熔化温度，以保证成型制品的尺寸精度。

其次，打印参数也是影响成型制品尺寸精度的关键因素之一、打印参数包括打印速度、喷嘴直径、层高等。

在FDM工艺中，打印速度过快会导致熔融的材料无法充分融合，影响成型制品的质量和精度；而打印速度过慢则会增加成型时间，降低生产效率。

另外，喷嘴直径和层高的选择也会对成型制品的尺寸精度造成一定影响。

因此，在进行FDM打印时，需要合理设置这些打印参数，以保证成型制品的尺寸精度。

最后，机器的精度也是影响成型制品尺寸精度的重要因素之一、机器的精度包括机械结构的设计、传动系统的精度、控制系统的准确性等。

如果机器的精度不够高，就会直接影响到成型制品的尺寸精度。

因此，在选择FDM机器时，需要考虑机器的精度和稳定性，以确保成型制品的尺寸精度。

总的来说，FDM工艺参数对成型制品尺寸精度有着重要的影响。

在进行FDM工艺时，需要综合考虑材料特性、打印参数和机器精度等因素，合理设置参数，以获得高质量和高精度的成型制品。

希望通过这些研究，能够更好地指导FDM工艺的应用和发展。

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快速成型加工工艺是一种将CAD模型快速转化为实体产品的制造技术，已经被广泛应用于汽车、航空航天、医疗等领域。

随着工业技术的不断发展，FDM快速成型加工工艺也在不断完善和创新。

在实际应用中，仍然存在一些问题和挑战，如成型速度慢、表面粗糙度高、内部结构不均匀等。

针对这些问题，需要开展深入的研究和探讨，以提高FDM快速成型加工的效率和质量。

在当前的研究背景下，随着市场对产品质量和交付周期的需求不断提高，FDM快速成型加工工艺的优化和改进已经成为研究的热点之一。

通过对FDM快速成型加工工艺进行深入的研究，可以有效提升产品的质量和生产效率，降低生产成本，推动制造业的数字化转型和升级。

本研究旨在探讨FDM快速成型加工工艺存在的问题与挑战，并寻找相应的解决方案，为工业生产提供更好的技术支持。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨FDM快速成型加工工艺中存在的问题，寻找解决方法并提出相应的建议，以提高加工效率和产品质量。

通过分析已有研究成果，总结优势和挑战，并确定影响工艺质量的关键因素，为进一步的研究奠定基础。

本研究旨在发现FDM快速成型加工过程中的创新点，探索解决方案，并为该领域的未来发展提供参考。

通过本研究，希望能够为提高加工效率、降低成本、提高产品质量以及推动FDM快速成型技术的进步做出贡献。

1.3 研究意义研究FDM快速成型加工工艺的意义主要体现在以下几个方面。

通过深入研究FDM技术的工艺问题，能够为其在实际生产中的应用提供可靠的技术支持，从而推动其在各个领域的广泛应用。

通过分析FDM 技术存在的优势和挑战，可以为制造企业在选择合适的快速成型技术提供参考，提高生产效率和产品质量。

研究FDM快速成型加工工艺的关键因素和已有研究成果，有助于揭示其在制造过程中的影响机理，为工艺的优化和改进提供理论依据。

深入研究FDM快速成型加工工艺的问题具有重要的理论和实际意义。

工艺参数对FDM试件力学性能的影响的实验研究

工程科技与产业发展科技经济导刊 2016.36期工艺参数对FDM试件力学性能的影响的实验研究赵冲（华北电力大学机械工程系河北保定 071003）熔融沉积成型(FDM)作为快速成型领域发展最成熟、应用最广泛的加工方法，一直以来吸引着大量科研工作者做相关的技术研究。

该工艺采用丝状材料通过挤丝机构从喷头挤出热熔丝，用一层一层堆叠的方式进行制造，几乎不会产生材料、时间的浪费。

大大缩短了研发生产周期，材料和时间成本相比于传统成型工艺大大降低。

随着FDM工艺应用范围的不断扩大，新型材料不断问世，如新型聚乳酸（PLA）丝材，有着ABS不具备的一些特性而被广泛应用。

更多的功能型零件在工业设备中实现应用，这就需要零件在满足精度需求的前提下，具备足够的机械强度，以保证零件的使用寿命。

本文着重从分层厚度、轮廓宽度、打印速度三个方面，进行实验研究，对PLA丝材成型件机械性能的主要影响因素进行分析，试图获得最佳的打印工艺参数，以提高FDM工艺PLA丝材成型件的机械性，对FDM工艺3D 打印机使用者提供工艺参数参考。

1实验研究标准试样规格按GB/T 1040.2/1BA/1，并符合ASTM D638－2010标准。

试样总长度L3=100mm，端部宽度b2=10mm，窄部分宽度b1= 5mm，高度h=3mm，标距L0=25mm，夹具间的初始距离定为56mm，拉伸实验速率设为1mm/min。

先通过建模软件Proe5.0进行标准试样的绘制，如图1所示。

然后将试件三维模型保存为STL高精度三角面片格式文件，并将其导入控制软件Cura14.0中，如图2所示。

图1 打印试件三维模型图2 切片环境视图设置工艺参数，进行模型切片处理并转成G代码，最终由FDM工艺3D打印机以填充率100%进行打印。

打印完成后，每个参数各选5个标准试件进行拉伸实验。

2正交试验设计正交试验法（Orthogonal experimental）是研究多因素多水平的一种设计方法，它是根据正交试性从全面试验中挑选出部分有代表性的“均匀分散、整齐可比”的点进行试验，是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。

基于正交实验的fdm工艺机械性能优化

·41·基金课题基金项目：本论文为江苏高校品牌专业建设工程项目“木材科学与工程”（PPZY2015B150）摘要：通过正交实验设计，选取成型壁厚、成型层厚、填充率为正交试验影响因子，探究FDM 快速成型工艺机械性能的影响因素，以提高打印模型的机械性能。

关键词：正交实验；机械性能熔融沉积快速成型由于材料性能和加工工艺的影响，成型件的机械性能表现不同。

［1］FDM 快速成型机不同工艺参数的设置对打印模型的机械性能影响较大。

［2］本文通过正交试验法，探究FDM 快速成型工艺机械性能的影响因素。

1 实验设计本文研究使用型号为HoFi-2型快速成型机。

根据快速成型机加工参数分类，选取加工壁厚、成型层厚、填充率为正交试验的影响因子，［3］定义如下：加工壁厚：FDM 控制程序对三维实体模型切片时，最外层轮廓向内偏置的距离，成型件壁厚的范围与其大小和形状相关。

［4］成型层厚：FDM 控制程序对三维实体模型切片时相邻两层之间的高度，本次试验使用的快速成型机的成型层厚在0.1～0.3mm 之间。

填充率：又称“密度”。

挤出头在填充时，模型内部既有填充区域，又有未填充区域，填充区域占整体模型的比例就是模型填充率，范围在0%～100%之间。

2 实验过程参考塑料拉伸试验方法《GB/T1040.2-2006塑料拉伸性能测定》中的“模塑和挤塑的试验条件”部分。

［5］使用1BA 型试样。

［6］通过UG 软件建立试件模型，以同样的切片精度，导出STL 文件。

本实验主要评定试件的抗拉强度，使用万能力学试验机进行抗拉强度测量。

根据加工壁厚、成型层厚、填充率的参数组合（如表1），设置HoFi-2的加工参数，制作9组试件。

对9组试件进行抗拉强度测量，实验方案及结果计算见表2。

第一，正交因素水平表如表1所示。

表1 正交试验因素水平表因素水平A B C 填充率（%）成型层厚（mm）成型壁厚（mm）1330.30.92660.20.63990.10.3第二，实验方案及结果计算见表2。

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。

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究随着FDM（熔融沉积建模）3D打印技术的不断发展，其在工业、医疗和教育等领域中的应用越来越广泛。

然而，制造过程中的不同因素可能会影响成型件的机械性能，因此，对这些因素进行系统的研究是十分必要的。

1. 材料类型FDM中常用的材料有ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PLA（聚乳酸）和PET（聚酯）。

这些材料具有不同的物理和化学特性，因此它们的成型件在机械性能方面也存在差异。

例如，ABS具有较高的强度和韧性，能够抵御冲击和振动载荷，而PLA则具有较高的刚度和耐热性，适用于制作高温环境中的零件。

2. 建模参数建模参数（例如层高、填充密度和温度）也对成型件的机械性能产生影响。

较高的填充密度和较小的层高可能会使成型件强度更高，但这也会增加成型时间和材料消耗。

此外，不同的温度设置会影响熔融沉积建模过程中材料粘附的程度，进而影响成型件的外观和机械性能。

3. 几何形状成型件的几何形状也是影响机械性能的重要因素。

复杂的几何形状可能会导致成型件内部存在一些较弱的区域，从而降低成型件的强度和刚度。

因此，在设计成型件时应注意几何形状的合理性和尺寸的合理匹配。

4. 制造方向在FDM中，制造方向对成型件的性能也有重要影响。

在沿着载荷最大的方向制造时，成型件的机械性能通常较好；而在沿着载荷最小的方向制造时，成型件则容易发生屈曲和断裂。

5. 后处理方法在FDM中，为了进一步提高成型件的机械性能，通常需要采取适当的后处理方法，如热处理、化学处理等。

这些后处理方法可以使材料变得更加均匀，并消除由于制造过程中的应力引起的缺陷，从而增强成型件的力学性能和耐久性。

总之，FDM成型件的机械性能受到多种因素的影响，包括材料类型、建模参数、几何形状、制造方向和后处理方法等。

在实践中，需要根据实际需求对这些因素进行合理的选择和优化，以获得满足特定应用需求的高质量成型件。

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究FDM成型技术是一种快速成型技术，广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械等领域。

FDM成型件的机械性能受到多种因素的影响，包括成型参数、材料性能、成型工艺等。

本研究旨在探究不同因素对FDM成型件机械性能的影响，为优化FDM成型工艺和提高成型件的性能提供参考。

一、成型参数对FDM成型件机械性能的影响1. 成型温度FDM技术中，成型温度是至关重要的参数之一，它直接影响了成型件的结晶度和结晶度分布。

研究表明，成型温度对FDM成型件的抗拉强度、弯曲强度和冲击强度有显著影响。

一般来说，提高成型温度可以提高成型件的抗拉强度和弯曲强度，但过高的成型温度可能导致成型件的热应力增大，从而影响成型件的性能。

2. 成型速度成型速度是指喷嘴在成型过程中移动的速度，它影响了成型件的熔融质量和结晶度。

研究发现，适当提高成型速度可以提高成型件的弯曲强度和冲击强度，但过快的成型速度可能会导致熔融质量不均匀，从而影响成型件的性能。

二、材料性能对FDM成型件机械性能的影响1. 原料种类FDM技术中常用的原料种类包括ABS、PLA、PA等。

研究表明不同原料种类对FDM成型件的力学性能影响明显。

一般来说，ABS材料成型件的抗拉强度和弯曲强度优于PLA材料成型件，而PA材料成型件的冲击强度优于ABS和PLA材料成型件。

三、其他因素对FDM成型件机械性能的影响1. 成型工艺FDM成型件的成型工艺包括预热、成型、升温、降温等环节，不同的成型工艺对成型件的机械性能影响显著。

研究表明，优化成型工艺可以提高成型件的力学性能，包括抗拉强度、弯曲强度和冲击强度。

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究FDM成型是一种广泛应用于快速原型制作和小批量生产的三维打印技术。

在FDM成型过程中，物理性能和机械性能是极其重要的。

因此，本文将研究不同因素对FDM成型件机械性能的影响。

1. 打印参数打印参数是影响FDM成型件机械性能的一个重要因素。

打印参数包括打印速度、层厚、温度、路劲等等。

打印速度：打印速度越快，FDM成型件的强度越低。

这是因为在高速打印的过程中，塑料材料没有充分熔融，在打印过程中也很难将塑料材料彻底压缩和粘合在一起。

层厚：层厚对FDM成型件的机械性能有很大的影响。

通常情况下，层厚越小，成型件的强度越高，因为小层厚会让部件表面更光滑、更均匀，减小了表面缺陷。

温度：温度对FDM成型件的机械性能也有很大的影响。

当温度较低时，材料比较脆弱。

如果打印温度太高，塑料材料将会过度熔化，致使成型件的表面质量下降，从而降低了成型件的质量。

路劲：路劲对FDM成型件的机械性能也有很大的影响。

良好的路劲可以减少温度的不均匀传感器，从而提高打印机打印的质量。

2. 塑料材料塑料材料对FDM成型件的机械性能也有很大的影响。

通常情况下，材料的类型、颗粒大小、颜色等因素会影响成型件的机械性能。

材料类型：不同的塑料材料可以提供不同的机械强度特性。

例如，ABS材料可以提供较好的抗撞击能力，而PLA材料可以提供较好的抗拉强度。

颗粒大小：颗粒大小会影响塑料材料的流动性，这会直接影响打印件的机械性能。

较小的颗粒可以提供更均匀的熔体，并可以提供更好的机械性能。

颜色：颜色对于成型件的机械性能也有影响，因为不同颜色的塑料材料具有不同的吸光性和反射性质，从而影响打印物理性能和机械性能。

3. 设计和结构基于机械原理的设计：基于机械原理的设计可以提供更合理的结构，并可以提高成型件的机械强度和耐用性。

壳体结构：壳体结构可以提高成型件的机械强度和耐用性。

在设计时，应该考虑加深壳体，增加强度，放置加强筋和减少尖角等。

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究FDM（Fused Deposition Modeling）是一种常用的快速成型技术，通过在加热的挤出喷嘴中将塑料或其他材料熔化，并将其逐层沉积，最终形成所需的三维物体。

本文将探讨不同因素对FDM成型件机械性能的影响。

材料选择是影响FDM成型件机械性能的重要因素之一。

FDM技术可以使用多种材料进行打印，例如ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PLA（聚乳酸）和尼龙等。

不同材料具有不同的力学性能和熔融温度，因此对成型件的机械性能有着直接影响。

ABS具有良好的强度和耐热性能，适合制作耐用和承受高温环境的零件。

成型参数对FDM成型件机械性能也有重要影响。

成型参数包括挤出温度、挤出速度、打印速度、层厚等。

这些参数的设置直接影响着成型件的熔融和沉积质量，从而影响机械性能。

较高的挤出温度和较快的打印速度可以提高成型件的层间结合强度，但会增加热残留应力，导致成型件容易翘曲。

填充率也是影响FDM成型件机械性能的重要因素。

填充率指的是在成型过程中填充物与塑料的比例。

通常，FDM成型件的内部是由填充物充实的网络结构构成的，填充物可以提高成型件的强度和刚度。

随着填充率的增加，成型件的强度和硬度会提高，但与此成型件的重量也会增加。

在选择填充率时需要权衡成型件的性能和重量。

后处理方法也会影响FDM成型件的机械性能。

对成型件进行热处理可以进一步提高其强度和热稳定性。

而对成型件进行机械研磨或化学处理等方法，可以减少表面粗糙度并提高成型件的性能。

不同因素对FDM成型件机械性能的影响是复杂而综合的。

在选择材料、调整成型参数、确定填充率和进行适当的后处理时，需要综合考虑成型件所需的力学性能，并在性能和成本之间取得平衡。

这将有助于提高FDM成型件的机械性能，满足实际应用的需求。

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究

不同因素对FDM成型件机械性能的影响研究【摘要】本研究旨在探讨不同因素对FDM成型件机械性能的影响。

在分别讨论了材料性能、成型温度、填充密度、层厚以及成型方向对机械性能的影响。

通过实验结果分析发现，这些因素对FDM成型件的机械性能有着显著影响。

在总结了不同因素综合影响的结果，并展望了未来研究的方向。

本研究的结果将有助于优化FDM成型工艺，提高成型件的机械性能，为相关领域的研究和实际应用提供参考依据。

【关键词】FDM成型件，机械性能，材料性能，成型温度，填充密度，层厚，成型方向，综合影响，研究展望，结论总结。

1. 引言1.1 背景介绍近年来，随着3D打印技术的不断发展和应用，FDM成型技术作为其中一种常见的3D打印技术，逐渐被广泛应用于制造业领域。

FDM成型技术通过将熔融的塑料材料层层堆积，逐渐构建出复杂的三维结构，具有制造成本低、制造周期短、生产过程简单等优势。

FDM成型件的机械性能一直是该技术的一个重要研究领域，不同因素对FDM成型件的机械性能具有重要影响。

在研究FDM成型件的机械性能时，我们需要考虑各种不同因素的综合影响，包括材料性能、成型温度、填充密度、层厚和成型方向等因素。

这些因素对FDM成型件的机械性能产生着复杂的影响，深入研究这些因素对FDM成型件机械性能的影响，对于提高FDM成型件的性能和应用具有重要意义。

本文将重点探讨不同因素对FDM成型件机械性能的影响，并尝试寻找最佳的制备工艺参数，为FDM成型技术的进一步发展提供参考。

1.2 研究目的本研究旨在探究不同因素对FDM成型件机械性能的影响，为优化FDM成型工艺提供理论支持和实践指导。

具体目的包括：1. 分析材料性能对FDM成型件机械性能的影响规律，为选材提供指导，提高成型件的强度和韧性；2. 研究不同成型温度对机械性能的影响机理，寻找最佳成型温度范围，提高成型件的成型质量和性能；3. 探究填充密度对机械性能的影响规律，优化填充密度设置，提高成型件的耐久性和稳定性；4. 分析层厚对机械性能的影响机制，寻找合适的层厚参数设定，提高成型件的表面质量和强度；5. 研究成型方向对机械性能的影响规律，提出成型方向优化建议，提高成型件的全向性和均匀性。

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）是一种快速成型加工技术，它利用熔融的塑料丝材料，通过一种特殊的3D打印机，将材料逐层堆叠、熔融成型，最终制造出所需的零件或产品。

FDM快速成型加工技术具有成本低、速度快、适用范围广等优点，因此受到了广泛的关注和应用。

随着FDM技术的不断发展和应用，人们也逐渐发现了一些与FDM快速成型加工工艺相关的问题，这些问题不仅影响了产品质量，还阻碍了FDM技术的进一步应用和推广。

为了解决FDM快速成型加工工艺中存在的问题，需要进行深入的研究和探讨。

本文旨在对FDM快速成型加工工艺问题进行研究，明确存在的问题，分析问题的原因，探讨解决问题的方法，以期为FDM技术的进一步发展和应用提供参考和指导。

二、存在的问题1. 成品表面质量不理想：在FDM快速成型加工过程中，由于熔融的塑料丝材料在堆叠和熔融成型过程中，容易产生气泡、孔洞、瑕疵等缺陷，导致成品表面质量不理想，影响产品的外观和性能。

2. 尺寸精度不高：FDM快速成型加工技术在制造产品时，存在尺寸精度不高的问题，尤其是在制造大尺寸产品时，往往难以满足精度要求，影响产品的使用效果。

3. 材料选择受限：目前FDM快速成型加工所使用的塑料丝材料种类有限，且大多为热塑性塑料，这限制了FDM技术在制造特殊材料产品时的应用。

4. 成型速度较慢：由于FDM快速成型加工技术需要逐层堆叠、熔融成型，因此成型速度相对较慢，难以满足大批量生产的需求。

5. 制造复杂结构产品困难：FDM快速成型加工技术在制造复杂结构产品时存在一定困难，因为复杂结构产品的制造需要多次堆叠和成型，容易产生堆叠错位和结构不稳定的问题。

以上问题直接影响了FDM快速成型加工技术的应用效果和产品质量，因此亟待解决。

三、问题分析1. 成品表面质量不理想的原因：主要是由于熔融的塑料丝材料在堆叠和熔融成型过程中，受热和冷却的不均匀性导致的，这可能是由于打印速度过快或过慢、打印温度不合适等原因导致的。

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快速成型技术是一种基于CAD设计的快速成型加工工艺，其主要特点是材料加工速度快且成本低，因此在制造领域中得到了广泛应用。

本文将对FDM快速成型技术的加工工艺进行探讨。

1.材料选择FDM快速成型技术的材料需要在低温下熔化并能够流动，同时还需要具有良好的机械性能和热稳定性。

例如PLA、ABS和PETG等材料常用于FDM快速成型技术中。

其中，PLA 是一种以淀粉为主要原料的生物降解材料，具有优异的可成型性、光泽度和成型尺寸稳定性，已被广泛应用于快速成型领域。

2.建模和设计在FDM快速成型技术中，建模和设计是至关重要的步骤，它们直接影响到成品的质量和性能。

建模和设计需要遵循一些规则，例如从基础形状开始建模，考虑壁厚和支撑结构等因素。

此外，还应使用专业的建模软件，例如Solidworks和AutoCAD等。

3.层厚和挤出速度层厚和挤出速度直接影响到成品的质量和性能。

层厚越厚，制造速度越快，但成品的表面粗糙度也越大；而层厚越薄，则成品的表面质量越好，但制造时间也越长。

挤出速度也需要控制好，过快会导致材料无法充分熔化或挤出过量；而过慢则会影响到成品的制造速度。

4.支撑结构FDM快速成型技术中，支撑结构是支撑成品的关键。

支撑结构的设计需要考虑到成品的几何形状和材料的特性。

支撑结构需要坚固，可以保持成品的平衡和稳定性，并支撑成品中空部分的内部结构。

支撑结构的设计需要使用专业的支撑结构软件，并在制造过程中密切监控其状态，确保支撑结构的完好性。

5.质量控制在FDM快速成型技术中，质量控制至关重要。

制造过程中，需要对制造参数、设备状态和材料控制进行实时监测和记录。

同时，还需要对成品进行质量检测，确保成品符合预期要求。

质量控制需要严格遵守ISO9001：2015质量管理体系标准，并配合使用先进的检测设备，例如三坐标测量仪和光学显微镜等。

总之，FDM快速成型技术是一种广泛应用于制造领域的快速成型加工工艺。