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机械科学与技术2025年第12期:微重力环境下的FDM熔丝形态研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:安星辰;丁子珊;成国峰;郭维诚;江小辉;

单位:上海理工大学机械工程学院;

摘要:针对未来太空加工制造中,熔融沉积成型(Fused deposition modeling, FDM)参数的选择是否会影响熔丝颈部长度和成型件拉伸强度的问题,采用流体有限元软件Fluent对微重力FDM进行堆积成型过程的仿真,分析了不同打印层厚、打印速度和打印温度在不同重力环境下对熔丝叠加黏结时颈部长度的影响,并与FDM成型件的拉伸强度进行关联分析。结果表明,打印层厚的增加会使得熔丝的颈部长度减小,并在0.1 mm时微重力与常重力环境下差距明显,为0.021 mm。打印速度为60 mm/s时的颈部长度最大,当速度过快时,熔丝会因受热不充分导致黏结的效果降低,使得颈部长度降低。微重力则会减小丝材的质量力,进而使颈部长度减小,降低成型件的拉伸强度,且拉伸强度平均低于常重力约7.1%。

关键词:微重力;;熔融沉积成型;;颈部长度;;拉伸强度;;成型件

基金资助:上海市科委项目(23190712100)