FDM 快速成型工艺对成型件力学性能的影响.pdf

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1、第３１卷第４期中国塑料Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．４２０１７年４月ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＴＩＣＳＡｐｒ．，２０１７ＦＤＭ快速成型工艺对成型件力学性能的影响刘亚１，２，何冰１，２，陈鹏飞１，２，赵海超１，２，薄夫祥１，２（１．江苏徐州工程机械研究院，江苏徐州２２１００４；２．徐工集团高端工程机械智能制造国家重点实验室，江苏徐州２２１００４）摘要：基于熔融沉积成型（ＦＤＭ）技术，研究了不同材料、成型件放置角度和喷嘴型号对成型件力学性能的影响，得到具有最佳力学性能的打印工艺。分别以美国Ｓｔｒａｔａｓｙｓ公司生产的ＡＢＳ－

2、Ｍ３０、ＰＰＳＦ和Ｕｌｔｅｍ９０８５打印材料为研究对象，采用常规填充方式，以ｘｙ平面为基准面，０°～９０°范围内分别设置不同放置角度打印并测试其力学性能。结果表明，４５°角放置样件的拉伸和冲击强度最佳；随着放置角度的增加，样件弯曲强度也随之增大；采用相同放置方式成型测试样件，Ｔ１６喷嘴打印成型件较Ｔ１２喷嘴打印成型件的力学性能更佳。关键词：快速成型；放置角度；填充方式；力学性能中图分类号：ＴＱ３２３文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－９２７８（２０１７）０４－００７５－０６ＤＯＩ：１０．１９４９１／ｊ．ｉ

3、ｓｓｎ．１００１－９２７８．２０１７．０４．０１４ＥｆｆｅｃｔｏｆＲａｐｉｄＰｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｏｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰｌａｓｔｉｃＰａｒｔｓＴｈｒｏｕｇｈＦＤＭＰｒｏｃｅｓｓ１，２，ＨＥＢｉｎｇ１，２，ＣＨＥＮＰｅｎｇｆｅｉ１，２，ＺＨＡＯＨａｉｃｈａｏ１，２，ＢＯＦｕｘｉａｎｇ１，２ＬＩＵＹａ（１．ＪｉａｎｇｓｕＸｕｚｈｏｕＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１００４，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫ

4、ｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｔｅｒｌｉｇｅｎｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙ，ＸｎｚｈｏｕＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙＧｒｏｕｐ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｉｎｇＡＢＳ－Ｍ３０，ＰＰＳＦａｎｄＵｌｔｅｍ９０８５３Ｄｐｒｉｎｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓａｓｔｈｒｅｅｔｙｐｉｃａｌｃａｓｅｓ，ｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｐａｒｔｓｗｅｒｅｆｏｒｍｅｄｔｈｒｏｕｇｈａｆｕｓｅｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉ

5、ｎｇ（ＦＤＭ）ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｓｅｔｔｉｎｇａｎｇｌｅｓａｎｄｐｒｉｎｔｅｒｎｏｚｚｌｅｓｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｐａｒｔｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅａｎｄｉｍｐａｃｔｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄａｔｆｉｒｓｔａｎｄｔｅｎｄｅｄｔｏｄｅｃｒｅａｓｅａｆｔｅｒｗａｒｄｓｗｈｅｎｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇａｎｇｅｌｓｏｆｐｒｉｎｔｅｒｖａｒｉｅｄｆ

6、ｒｏｍ０°ｔｏ９０°，ａｎｄｔｈｅｙａｃｈｉｅｖｅｄｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｓａｔｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇａｎｇｅｌｏｆ４５°．Ｔｈｅｆｌｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈａｎｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｅｔｔｉｎｇａｎｇｅｌ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｐａｒｔｓｆｏｒｍｅｄｂｙＴ１６－ｔｙｐｅｐｒｉｎｔｅｒｎｏｚｚｌｅｇａｉｎｅｄｂｅｔｔｅｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｔｈａｎｔｈａｔｆｏｒｍｅｄｂｙＴ１２－ｔｙｐｅｎｏｚｚｌｅａｔｔｈｅｓａｍｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｇ

7、ｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ；ｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｇｌｅ；ｆｉｌｌｉｎｇｗａｙ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ定的形状逐层叠加增长形成最后的制件。０前言３Ｄ打印技术相比于传统机加工制造方式，具有明三维（３Ｄ）打印技术，又称增材制造技术，是一种基显的优点。它由于不需要进行复杂的开模过程，能够于离散－堆积原理，通过计算机辅助设计（ＣＡＤ）数据模型直接通过ＣＡＤ数据模型成型得到最终产品，能够明显直接制作零件或模型的技术，与机器人技术、人工智能技缩短新产品开发周期和避免高昂的模

8、具费用，不受产［１］术一起被称为能带来“第三次工业革命”的核心技术。品结构复杂性影响等优势而受到国内外研究人员的广相比于传统制造技术去除－切削的加工制造方式，３Ｄ打泛关注［２］。３Ｄ打印不仅克服了传统制造原材料损耗印是一个从无到有的制造过程，打印过程中材料按照既的问题，而且使得产品成型过程更加智能高效［３］。ＦＤＭ技术是３Ｄ打印成型技术的一种，它是将丝收稿日期：２０１６－１０－２２状的热熔性材料加热融化，同时３Ｄ喷头在计算机的控联系人，ｌｙ