基于FDM技术3D打印典型零件的力学性能和质量研究

摘要

通过采用FDM成型技术进行3D打印典型的机械零件,对其成型的不同材料进行仿真实验研究其静应力比较研究,并得出零件成型质量的影响因素。研究表明:(1)FDM技术及模型制件精度的影响因素主要有4个方面,包括使用不同的材料的时候,不同的成型温度、不同的收缩率以及不同的性能,将直接得到不同的成型过程及成型精度;喷头的温度决定3D打印材料的丝材流量、堆积性能、挤出丝宽度以及黏性;挤出速度增大,挤出丝的截面宽度就会逐渐增加,形成“挤出涨大”现象;分层叠加是FDM技术的成型原理,层厚越大,样条的成型时间越短;(2)基于Soliworksd的simulation仿真分析ABS和PC两种材料的静应力。对实验结果的处理,包括分别对ABS和PC两种材料进行单独讨论,其中每一种材料可以根据不同的打印参数进行打印,主要有打印温度、填充率、轮廓圈数、层厚、填充角度以及填充方式等6个工艺参数。ABS和PC材料的成型零件在相等的力矩下,其最大变形位移量不一样,PC材料的变形量比ABS材料变形量稍大。在进行3D打印时可以根据零件的实际情况选择更合适的成型材料。