基于二次回归正交旋转试验熔融沉积超声振动成型研究

摘要

为了研究超声振动对熔融沉积成型(FDM)制品力学性能的影响以及各变量之间的相关关系,在原有熔融沉积成型设备的基础上增加了超声振动系统,采用单因素试验与二次回归正交旋转组合试验相结合,分别以打印外壳厚度、填充密度和超声波功率3个因素为研究对象对FDM成型工艺进行研究。结果表明,超声振动功率对材料的拉伸性能具有很大的影响,在同等条件下,超声波处理后的材料拉伸性能提高了13.8%;通过响应面和方差分析得出以上3个因素及其外壳厚度和填充密度之间的交互作用对拉伸性能的影响最为显著,经过试验优化后的最佳工艺参数为:外壳厚度1.2 mm、填充密度90%,超声波功率40 W;利用试验样本数据建立了外壳厚度、填充密度和超声波功率3个因素的二次回归模型并检验了回归模型的可靠性,验证结果显示回归模型可靠性良好,可以用来预测本次试验的优化工艺条件。