第8期 2016年8月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2016)08-0039-03
DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2016.08.011
No.8 Aug.2016
FDM3D打印尺寸误差及其工艺补偿方法研究
董秀丽，尹德强，方辉，张文君
（四川大学制造科学与工程学院，成都610000）
摘要：针对熔融沉积成型的3D打印零件由于打印材料状态波动而产生的尺寸误差，以螺纹连接件作为实验实例，对不同打印部位由打印材料热胀冷编而产生的尺寸变动进行了分析。通过实验数据对比分析，提出了提高3D打印精度的改进措施，并对熔融沉积成型3D打印机使用过程中的部分技术
问题进行了描述和分析，提出了相应的技术应用建议。关键词：3D打印技术；尺寸误差；收缩
中图分类号：TH162;TG506
文献标识码：A
FDM3D Printing Dimension Error and Its CompensationMethod Research
DONG Xiu-li, YIN De-qiang,FANG Hui,ZHANG Wen-jun
(College of Manufacturing Science and Engineering,Sichuan University, Chengdu 610000,China)
Abstract:Taking the dimension error of thefused deposition molding of 3D printing parts, which is caused by the state of fluctuation of the print material, as the researchs object, this paper takes the threaded con-necting joints as the experimental instances, and analyzes the parametric modifications of the different print-ing positions which are caused by the heat bilges cold shrink of the printing materials. According to the com-parison and analysis on the experimental data, the improvement of the accuracy of the 3D printing is put for-ward. Besides, some of the technical problems in the using of the fused deposition molding of 3D printing machine are described and analyzed. And the corresponding technical application advice is raised as well Key words:3D printing technology; dimension error; shrinkage
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引言
2002年美国就已制造出能打印金属零件的3D打印机且使用激光打印的钛合金零件的F-35战机已进行了试飞")。国内3D打印技术水平发展迅速但是大多处于研发阶段，做出来的成机质量也低于欧美国家，但3D打印技术得到我国极大的重视，以西安交通大学、华中科技大学、清华大学等为首的团体在研究研发中也取得了极大地进步[2-3]。
由于成型机理和成型材料等诸多方面的限制，目前通过3D打印技术制造的零件精度和强度相对于传统金属切削加工而言仍有差距(4)。特别的，对于熔融沉积成型（FusedDepositionModeling，FDM）等特定类型的3D 打印技术及设备，由于其打印零件的精度受到打印材料、熔融温度、冷却速度等多种因素的综合影响，其工艺技术研究具有显著的现实意义和应用价值[56]。本文针对熔融沉积成型3D打印零件由于打印材料状态波动而产生的尺寸误差，并对FDM类型3D打印工艺进行了技术性研究，提出了相应的技术应用建议，为进一步提高 3D打印零件的精度提供技术支持。
13D打印机选用
FDM是目前技术比较成熟的3D打印类型，具有打印设备成本低、打印设备和材料成本低、打印过程无污染等优点，故选用FDM3D打印机进行打印尺寸误差及其工艺补偿方法实验研究。
FDM3D打印机打印工作流程如图1所示。
CAD/Proe/SqlidWorks
喷头挤出装置
控制板卡
控制
电机
喷头出
Ist Cura切片 Jeoode
丝.移动SD卡/USB接回
驱动同步带-
导轨传动丝杠传动一
工作台
图1FDM3D打印工作流程
3D打印螺纹连接件实例 2.1
螺纹连接件
+
打印
通过实验打印Φ=6mm的螺栓和螺母各50枚，分别测量了螺栓螺母配合的尺寸误差以及螺栓螺纹和光杆部分的误差。
收稿日期：2016-02-25；修回日期：20160326
*基金项目：国家自然科学基金资助(51175356)；四川省科技支撑计划资助(2014G20114）
作者篇介：董秀丽(1990—），女，山东荷泽人，四川大学硕土研究生，研究方向为增材制造技术及其应用，（E-mail)1316286755@q9-com；通讯作
者：尹德强（1982一），男，山东日照人，四川大学讲师，博士，研究方向为数值计算在先进制造装备中的应用，（E-mai)171458823@q9 com。
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