快速成型論文

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1、UNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY1945快速成型技術(shù)RapidPrototypingTechnology學院：機械工程學院學號：2008302248班級：機設0&2班姓名：尹國偉熔融沉積快速成型技術(shù)【摘?！咳廴诔练e成型(FusedDespositionModeling,FDM)又叫熔絲沉積，它是將絲狀的熱熔性材料加熱熔化，通過帶有一個微細噴嘴的噴頭擠噴出來。噴頭叮沿著尤軸方向移動，而工作臺則沿/軸方向移動。如果熱熔性材料的溫度始終稍高于固化溫度，而成型部分的溫度稍低于固化溫度，就能保證熱熔性材料擠噴出噴嘴后，隨即與前一

2、層面熔結(jié)在一起。一個層面沉積完成后，工作臺按預定的增量下降一個層的厚度，再繼續(xù)熔噴沉積，直金完成整個實體造型?！娟P(guān)鍵詞】熔絲溫度沉積熔融沉積技術(shù)是利用熱蜩性材料的熱熔性、粘結(jié)性，在計算機控制下層層堆積成型。FDM工作原理如圖示，材料先抽成絲狀，通過送絲技改送進噴頭，在噴頭內(nèi)被特熔化，轡頭沿著零件截面輪廓和填充軌跡運動，同吋將融化的材料擠出,材料迅速固化，并與周圍的材料粘接，層層堆積成型。由于受結(jié)構(gòu)的限制，加熱器的功率不可能太大，因此，絲材一般為熔點不太高的熱塑性塑料或蠟。絲材熔融沉積的層厚隨噴頭的運動速度（最高速度為380nii]i/s）而變化，

3、通常最大層厚為0.15?0.25mm。熔融沉積快速成型工藝在原型制作時需要同時制作支撐，為了節(jié)省材料成本和提高沉積效率，新型FDM設備采用了雙噴頭。由供料轆送到噴頭的內(nèi)腔（最大送料速度為10?25mm/s,推薦速度為5?18mm/s）。噴頭的前端有電阻絲式加熱器，在其作用下，絲材被加熱熔融（熔模鑄造蠟絲的熔融溫度為74°C,機加工蠟絲的熔融溫度為96°C,聚烯坯樹脂絲為106°C,聚酰胺絲為155°C,ABS塑料絲為270°C）,然后通過出口（內(nèi)徑為0.25?1.32mm,隨材料的種類和送料速度而定），涂覆至工作臺上，并在冷卻后形成界面輪廓。一個

4、噴頭用于沉積模型材料，一個噴頭用于沉積支撐材料。一般來說，模型材料絲精細而且成本較高，沉積的效率也較低。而支撐材料絲較粗且成本較低，沉積的效率也較高。雙噴頭的優(yōu)點除了沉積過程屮具有較高的沉積效率和降低模型制作成本以外，還可以靈活地選擇具有特殊性能的支撐材料，以便于后處理過程中支撐材料的去除，如水溶材料、低于模型材料熔點的熱熔材料等。FDM快速成形的系統(tǒng)組成：（1）硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)由機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。機械系統(tǒng)由運動、噴頭、成形室、材料室、等單元組成，多釆用模塊化設計，各個單元相互獨立。運動單元只完成掃描和噴頭的升降動作，且運動單元的精度決定了

5、整機的運動精度。加熱噴頭在計算機的控制下，根據(jù)產(chǎn)品零件的截面輪廓信息，作X-Y平面運動和高度Z方向的運動。成形室用來把絲狀材料加熱到熔融態(tài)，材料室用來儲存FDM用的材料?？刂葡到y(tǒng)由控制柜與電源柜組成，用來控制噴頭的運動以及成形室的溫度。（2）軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)由幾何建模和信息處理組成。幾何建模單元是設計人員借助三維軟件，如Pro/E,UG等，來完成實休模型的構(gòu)造，并以STL格式輸出模型的兒何信息。信息處理單元主要完成STL文件處理、截面層文件生成、填充計算，數(shù)控代碼生成和對成形系統(tǒng)的控制。如果根據(jù)STL文件判斷出成形過程需要支撐的話，先由計算機設計

6、出支撐結(jié)構(gòu)并生成支撐，然后對STL格式文件分層切片，最后根據(jù)每一層的填充路徑，將信息輸給成形系統(tǒng)完成模型的成形。（3）供料系統(tǒng)由馬達驅(qū)動橡膠輒子，從而將絲料送入成形噴頭。FDM快速成形技術(shù)的支撐設計支撐的原因：成形中，設計支撐的原因：FDM成形中，每一個層成形中片都是在上一層上堆積而成，片都是在上一層上堆積而成，上一層對當前層起到定位和支撐的作用。隨著高度的增加，層起到定位和支撐的作用。隨著高度的增加，層片輪廓的面積和形狀都會發(fā)生變化，層片輪廓的面積和形狀都會發(fā)生變化，當形狀發(fā)生較大的變化時，狀發(fā)生較大的變化時，上層輪廓就不能給當前層捉供充分的定

7、位和支撐作用，前層捉供充分的定位和支撐作用，這就需要設計一些輔助結(jié)構(gòu)一支撐”設計一些輔助結(jié)構(gòu)—“支撐”，以保證成形過程的順利實現(xiàn)。過程的順利實現(xiàn)。FDM快速成形技術(shù)的支撐FDM技術(shù)提供兩種類型的支撐：技術(shù)提供兩種類型的支撐：技術(shù)提供兩種類型的支撐1.Waterworks（水溶性支撐口J以分解于堿性水溶性支撐）：水溶性支撐水溶劑的可溶解性支撐結(jié)構(gòu)。水溶劑的可溶解性支撐結(jié)構(gòu)。2.BreakAwaySupportStructure（BASS）（易（易剝離性支撐）:水溶性支撐的前身，剝離性支撐水溶性支撐的前身，由手工將支撐從工件表而剝離以移除。從工件表面

8、剝離以移除。水溶性支撐因為可以不用考慮機械式的移除，水溶性支撐因為可以不用考慮機械式的移除，所以可以接近于細小的特征，因而用的更廣泛。快