FDM成型关键装备及工艺实验研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 符号说明 | 第11-13页 |
| 1 绪论 | 第13-30页 |
| 1.1 增材制造技术简介 | 第13-18页 |
| 1.1.1 增材制造技术发展历程 | 第13-14页 |
| 1.1.2 增材制造技术主要分类 | 第14-17页 |
| 1.1.2.1 光固化 | 第15页 |
| 1.1.2.2 激光选区烧结 | 第15-16页 |
| 1.1.2.3 三维印刷技术 | 第16页 |
| 1.1.2.4 分层粘结成型 | 第16-17页 |
| 1.1.2.5 熔融沉积制造 | 第17页 |
| 1.1.3 增材制造技术特点与应用 | 第17-18页 |
| 1.1.3.1 增材制造技术特点 | 第17页 |
| 1.1.3.2 增材制造技术应用 | 第17-18页 |
| 1.2 熔融沉积制造技术 | 第18-27页 |
| 1.2.2 熔融沉积制造加工流程 | 第19-21页 |
| 1.2.2.1 构建三维模型 | 第19页 |
| 1.2.2.2 三维模型的近似处理 | 第19页 |
| 1.2.2.3 模型文件的分层处理 | 第19-20页 |
| 1.2.2.4 打印成型 | 第20页 |
| 1.2.2.5 实体后处理 | 第20-21页 |
| 1.2.3 熔融沉积制造系统组成 | 第21-27页 |
| 1.2.3.1 软件系统 | 第21页 |
| 1.2.3.2 控制系统 | 第21-22页 |
| 1.2.3.3 伺服进给系统 | 第22-26页 |
| 1.2.3.4 熔融挤出结构 | 第26-27页 |
| 1.2.3.5 其他硬件结构 | 第27页 |
| 1.3 熔融沉积制造研究现状 | 第27-28页 |
| 1.4 课题研究目的和意义 | 第28-29页 |
| 1.5 课题研究主要内容 | 第29-30页 |
| 2 柱塞式挤出装置 | 第30-56页 |
| 2.1 柱塞式挤出装置结构组成 | 第30-33页 |
| 2.1.1 送丝结构 | 第30-33页 |
| 2.1.2 挤出结构 | 第33页 |
| 2.2 柱塞式挤出装置熔融机理 | 第33-38页 |
| 2.2.1 丝材升温相态转变 | 第33-35页 |
| 2.2.2 熔体流动压力损失 | 第35-38页 |
| 2.3 FDM工艺成型实验研究 | 第38-53页 |
| 2.3.1 试验和测试平台 | 第38-41页 |
| 2.3.1.1 实验设备 | 第39页 |
| 2.3.1.2 测试仪器 | 第39-40页 |
| 2.3.1.3 实验材料 | 第40-41页 |
| 2.3.2 工艺参数实验方案 | 第41-44页 |
| 2.3.2.1 取向方式因素实验设计 | 第42页 |
| 2.3.2.2 填充路径因素实验设计 | 第42-43页 |
| 2.3.2.3 填充间距因素实验设计 | 第43页 |
| 2.3.2.4 轮廓重叠因素实验设计 | 第43-44页 |
| 2.3.2.5 分层高度因素实验设计 | 第44页 |
| 2.3.3 试样性能测试 | 第44-45页 |
| 2.3.3.1 力学性能测试 | 第45页 |
| 2.3.3.2 表观形貌测试 | 第45页 |
| 2.3.4 实验结果分析与讨论 | 第45-53页 |
| 2.3.4.1 取向因素影响分析 | 第45-46页 |
| 2.3.4.2 填充路径影响分析 | 第46-48页 |
| 2.3.4.3 填充间距影响分析 | 第48-49页 |
| 2.3.4.4 轮廓重叠影响分析 | 第49-50页 |
| 2.3.4.5 分层高度影响分析 | 第50-53页 |
| 2.4 柱塞式挤出装置材料适用性分析 | 第53-54页 |
| 2.5 本章小结 | 第54-56页 |
| 3 异形喷嘴的设计与成型精度研究 | 第56-76页 |
| 3.1 沉积丝材形态演变 | 第56-57页 |
| 3.1.1 挤出胀大过程 | 第56页 |
| 3.1.2 挤压沉积过程 | 第56-57页 |
| 3.2 喷嘴内丝材挤出的流场模拟 | 第57-62页 |
| 3.2.1 POLYFLOW软件介绍 | 第58-59页 |
| 3.2.1.1 POLYFLOW软件结构 | 第58-59页 |
| 3.2.1.2 POLYFLOW分析流程 | 第59页 |
| 3.2.2 喷嘴内丝材挤出的有限元分析 | 第59-62页 |
| 3.2.2.1 流场模拟控制方程 | 第59-61页 |
| 3.2.2.2 流场模拟本构方程 | 第61-62页 |
| 3.3 异形喷嘴设计 | 第62-69页 |
| 3.3.1 设计方案 | 第62-63页 |
| 3.3.2 正方形喷嘴 | 第63-66页 |
| 3.3.2.1 任务创建 | 第63-64页 |
| 3.3.2.2 挤出胀大结果分析 | 第64-66页 |
| 3.3.3 内凹形喷嘴 | 第66-69页 |
| 3.3.3.1 任务创建 | 第66-67页 |
| 3.3.3.2 逆向挤出结果分析 | 第67-69页 |
| 3.4 异形喷嘴加工 | 第69-71页 |
| 3.4.1 异形喷嘴设计图 | 第69-70页 |
| 3.4.2 激光加工设备 | 第70-71页 |
| 3.4.3 异形喷嘴加工图 | 第71页 |
| 3.5 异形喷嘴成型精度试验 | 第71-74页 |
| 3.5.1 实验方案设计 | 第71-72页 |
| 3.5.2 实验结果分析 | 第72-74页 |
| 3.6 本章小结 | 第74-76页 |
| 4 气压式挤出装置的结构设计和工艺研究 | 第76-92页 |
| 4.1 气压式挤出装置的结构设计 | 第76-79页 |
| 4.1.1 加热熔腔的设计 | 第76-78页 |
| 4.1.2 加压系统的选择 | 第78页 |
| 4.1.3 三维运动平台以及支架固定结构 | 第78-79页 |
| 4.2 气压式挤出装置的熔融流变行为 | 第79-82页 |
| 4.2.1 熔融材料的流场模拟 | 第80-81页 |
| 4.2.2 熔融材料的压力、速度变化 | 第81-82页 |
| 4.3 材料的出丝性能影响 | 第82-90页 |
| 4.3.1 出丝性能实验方案 | 第82-83页 |
| 4.3.2 出丝性能理论分析 | 第83-86页 |
| 4.3.2.1 丝材挤出速度的理论分析 | 第83-86页 |
| 4.3.2.2 丝材挤出直径的理论分析 | 第86页 |
| 4.3.3 出丝性能数据分析 | 第86-89页 |
| 4.3.3.1 出丝速度数据分析 | 第87-88页 |
| 4.3.3.2 出丝速度数据分析 | 第88-89页 |
| 4.3.4 成型制品质量分析 | 第89-90页 |
| 4.4 本章小结 | 第90-92页 |
| 5 螺杆式挤出装置的结构设计和流场模拟 | 第92-115页 |
| 5.1 螺杆式挤出装置的结构设计 | 第92-101页 |
| 5.1.1 螺杆式挤出装置的技术难点 | 第92-93页 |
| 5.1.2 螺杆式挤出装置的结构构成 | 第93-94页 |
| 5.1.3 螺杆设计 | 第94-97页 |
| 5.1.3.1 螺杆材料的选择 | 第94页 |
| 5.1.3.2 螺杆结构参数的确定 | 第94-97页 |
| 5.1.4 机筒设计 | 第97-98页 |
| 5.1.5 机头设计 | 第98页 |
| 5.1.6 储料仓设计 | 第98-99页 |
| 5.1.7 螺旋叶片设计 | 第99-100页 |
| 5.1.8 电机的选用 | 第100-101页 |
| 5.2 螺杆式挤出装置的流场模拟 | 第101-110页 |
| 5.2.1 网格重叠技术 | 第102页 |
| 5.2.2 螺杆挤出过程的有限元分析 | 第102-106页 |
| 5.2.2.1 流场模拟本构方程 | 第102-103页 |
| 5.2.2.2 几何模型的构建与网格划分 | 第103-105页 |
| 5.2.2.3 材料参数测定 | 第105页 |
| 5.2.2.4 基本假设条件 | 第105-106页 |
| 5.2.2.5 边界条件的设定 | 第106页 |
| 5.2.3 模拟结果与分析 | 第106-110页 |
| 5.2.3.1 压力场分析 | 第106-108页 |
| 5.2.3.2 速度场分析 | 第108-109页 |
| 5.2.3.3 剪切速率分析 | 第109-110页 |
| 5.3 螺杆挤出装置出丝性能影响 | 第110-114页 |
| 5.4 本章小结 | 第114-115页 |
| 总结与展望 | 第115-117页 |
| 全文总结 | 第115-116页 |
| 创新点 | 第116页 |
| 全文展望 | 第116-117页 |
| 参考文献 | 第117-120页 |
| 致谢 | 第120-121页 |
| 攻读研究生学位期间发表的学术论文目录 | 第121-123页 |
