精密成形工程

作者：李俊美, 黄子帆, 张德海, 杨春晖

单位：1.郑州科技学院,郑州 450064; <br>2.郑州市智能装备工业设计中心,郑州 450064; <br>3.郑州轻工业大学,郑州 450008; <br>4.西悉尼大学 先进制造技术研究中心,新南威尔士彭里斯 2751,澳大利亚

关键词：顶面粗糙度模型,挤压长丝的边缘效应,相邻挤压长丝间的重叠率,顶面波纹效应,顶面次生波纹,临界重叠率

基金：河南省科技攻关项目（182102210136）; 河南省高等学校重点科研项目（25B460012）; 郑州科技学院科研项目

目的 揭示熔融沉积成型打印制件顶面波纹效应的形成机制,并建立打印制件顶面粗糙度的预测理论模型,来指导工艺参数的优化,最终实现顶面质量的精准控制。方法 首先研究打印制件顶面周期性波纹效应的产生机制,并以此建立了重叠率与顶面粗糙度的几何模型。其次,通过实验验证了不同层高和重叠率下顶面粗糙度模型的准确性,并对误差来源进行了分析。最后,在模型的基础上,阐明了层高、进料长度和打印速率等工艺参数与顶面粗糙度之间的内在联系。结果 在重叠率从0%增至临界重叠率的过程中,顶面粗糙度逐渐降低,这是因为在此过程中,重叠面积逐渐能够完全填充气隙面积。层高不仅通过改变重叠率直接影响顶面质量,还会造成气隙面积与重叠面积的相对变化速率有所差异,这双重作用是导致层高对顶面粗糙度的影响呈现显著非线性特征的主要因素。结论 挤压长丝的边缘效应是顶面粗糙度产生的根源,而重叠率是影响顶面粗糙度的关键参数。这一结论为优化打印制件的顶面粗糙度奠定了理论基础。

来源：2025年第11期

《精密成形工程》期刊编辑部

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