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作者:陈学翔;李华雄;王晖;黄晓政;
单位:佛山高明技师学院;佛山职业技术学院智能制造学院;广东银纳增材制造技术有限公司;华南农业大学工程学院;
摘要:针对熔融沉积成型(FDM)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)制件层间结合弱以及各向异性显著的问题,提出一种多轴增减材协同工艺优化方法。基于单因素预实验与响应面法(Box-Behnken设计),系统研究打印层厚(0.10~0.20 mm)、打印温度(210~230℃)、填充密度(60%~100%)及侧面减材方式(逐层或整体)对拉伸强度的交互影响机制。结果表明:填充密度为主导因子,在单因素实验中,当填充密度为100%时,制件的拉伸强度达35.7 MPa;在打印层厚为0.20 mm且填充密度为80%的情况下,采用逐层减材相较整体减材,制件的拉伸强度提升18.7%;当打印层厚从0.10 mm增至0.20 mm时,制件的拉伸强度降低7.4 MPa,降幅为20.1%。优化参数组合(打印层厚0.10 mm、打印温度220℃、填充密度100%、逐层减材)能够使制件的拉伸强度达42.9 MPa,相较传统FDM工艺提升25.4%,同时制件的表面粗糙度降至6.5μm,降幅为54.2%。验证试验的结果证实了该优化模型的可靠性。
关键词:增减材复合制造;;响应面法;;熔融沉积成型;;拉伸强度;;工艺优化
基金资助:广东省普通高校创新团队项目(自然科学)(2023KCXTDO80);; 广东省人力资源和社会保障厅广东省技工教育和职业培训省级课题(KT2023032)