基于熔融沉積成型零件的精度及溫度場有限元分析研究.pdf

1、熔融沉積成型是快速成型制造中較為重要的一種成型方式，隨著快速成型在制造業(yè)中占有越來越重要的地位，對成型件的精度也提出了更高要求。其成型精度受很多因素的影響，本文采用理論研究和仿真驗證相結(jié)合的方式對 ABS材料成型過程中兩大影響因素進行了分析，研究內(nèi)容和成果如下：
　?。?）對熔融沉積成型件的精度進行分析，主要有四個產(chǎn)生誤差的原因：CAD模型轉(zhuǎn)化為STL標(biāo)準(zhǔn)文件格式引起誤差、分層切片引起誤差、熔絲寬度引起誤差、材料冷卻收縮引起誤差，

2、并針對某些誤差提出了提高精度的方法。
　?。?）對 STL格式模型切后，所得到的截面輪廓點用直線段連接，與實際輪廓相差甚遠，需要對截面輪廓進行擬合，以提高其精度。分析了現(xiàn)有對STL模型截面輪廓的擬合方法，并對比了它們的優(yōu)缺點。
　?。?）考慮實際生產(chǎn)中零件截面輪廓的復(fù)雜性，提出了使用直線段、圓弧段和NURBS曲線段組合進行截面輪廓點的擬合。擬合結(jié)果表明：擬合輪廓的誤差與使用直線段連接相比減小了48.502％，能得到更為精確的

3、切片輪廓質(zhì)量，且輪廓線更為光滑。
　?。?）考慮熔融沉積成型特點，利用 APDL語言結(jié)合生死單元法，建立成型過程中溫度場的分析模型，考慮了對流、熱傳導(dǎo)和相變潛熱等的影響，分析了熔融沉積成型過程某時刻的溫度梯度特征、不同時刻的溫度場特征，不同初始溫度的溫度梯度分布特征，不同路徑對溫度波動的影響以及不同速度對溫度波動的影響，為熔融沉積成型的工藝過程的選擇提供參考。
　?。?）通過對指定ABS材料模擬熔融沉積成型不同初始溫度得到：