机械工程学报

作者：姜世杰, 陈丕峰, 胡科, 战阳, 李常有

单位：1. 东北大学机械工程与自动化学院 沈阳 110819;2. 辽宁轨道交通职业学院 沈阳 110023

关键词：熔丝成型,打印层厚度,路径宽度,结合颈,理论模型；

基金：国家自然科学基金(51705068)和中央高校基本科研业务费专项资金(N180703009，N170302001)资助项目

熔丝成型(Fused-filament fabrication, FFF)是当今应用最广泛的3D打印技术之一，构成FFF产品的挤出材料丝之间的结合颈对其成型质量及机械性能有着至关重要的影响，然而相应的机理仍不明确。将理论与试验相结合，针对不同打印层厚度及路径宽度对FFF样件结合颈的影响规律进行研究，首先基于挤出材料丝的黏性烧结现象创建结合颈的理论模型；然后，完成FFF样件的制备以及试验准备工作，进而使用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)对样件的结合颈进行分析及测量；最后，对比分析理论与试验结果，确定打印层厚度及路径宽度对FFF样件结合颈的影响规律，验证理论模型的正确性。结果表明增大打印层厚度会增大纵向结合颈，减小横向结合颈；而增大路径宽度可以增大横向结合颈，减小纵向结合颈。总体上，增大打印层厚度或路径宽度可以提高FFF样件的层间结合质量，并阐明相应的机理。研究成果将为FFF技术在改善成型质量方面提供理论参考和技术支持。

来源：2022年第9期

《机械工程学报》期刊编辑部

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