过程参数对熔丝成型产品结合颈的影响

贠超群， 姜世杰,2， 战 阳， 李常有

(1. 东北大学 机械工程与自动化学院， 辽宁 沈阳 110819； 2. 辽宁省机械装备动力学可靠性重点实验室，辽宁 沈阳 110819； 3. 辽宁轨道交通职业学院， 辽宁 沈阳 110023)

熔丝成型(fusedfilament fabrication，FFF)技术因其工艺安全、操作方便、绿色环保等特点已成为应用最广泛的增材制造技术之一[1-2].目前，FFF产品在生物医药、航空航天、建筑、食品等工程领域都有广泛应用，但与传统加工方式相比较，FFF产品的成型质量和机械性能明显较差.研究表明，挤出材料丝之间的结合颈与FFF产品的成型质量息息相关，结合颈越大其质量越好[3-7]，因此如何有效增大结合颈对提高FFF产品的质量有重要意义.

近年来，国内外一些学者在改善结合颈方面进行了很多研究.Bellehumeur等[8]发现过程参数会对FFF过程的冷却时间和结合颈产生影响，其中挤出温度的影响尤为显著.Gurrala等[9]将理论与实验相结合，研究了结合颈对FFF零件强度的影响规律，发现零件强度和结合颈成正比关系.Kallel等[10]通过实验证明随进料速率、挤出温度和平台温度的增加，聚合物材料丝间的结合颈增加.Fan等[11]研究了连续复合纤维材料添加剂制造过程中结合颈的形成机理，并测量了挤出温度对结合颈力学性能和尺寸的影响.结果表明提高挤出温度，样件的抗拉强度和结合颈均有所提高.Jacobs等[12]通过实验研究发现温度和对流条件的变化对结合颈质量有显著影响.Ana等[13]认为在一定范围内材料挤出率越高，空隙含量越低，结合颈越大.

上述文献研究……