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黄铜粉末-PLA复合线材的FDM成型精度优化与试验
1
作者
张巍
王振坤
+3 位作者
高相胜
陈雄
倪庆双
阴永强
《工程塑料应用》
北大核心
2025年第10期104-115,共12页
针对黄铜粉末-聚乳酸(PLA)复合线材(BPR-W-PLA)熔融沉积成型(FDM)的最佳工艺参数未知的情况,设计了含内孔、外圆、直角边、六方孔、圆台、狭缝形状的非标准测试件,结合单因素试验与响应面法分析FDM成型工艺参数(环境温度、喷嘴温度、挤...
针对黄铜粉末-聚乳酸(PLA)复合线材(BPR-W-PLA)熔融沉积成型(FDM)的最佳工艺参数未知的情况,设计了含内孔、外圆、直角边、六方孔、圆台、狭缝形状的非标准测试件,结合单因素试验与响应面法分析FDM成型工艺参数(环境温度、喷嘴温度、挤出头速度、填充率、层高及壁厚)对BPR-W-PLA非标准测试件多形状加权综合收缩率的影响,将6个不同形状的收缩率合理简化为4个并作为最终的优化目标。鉴于各个形状的差异性,根据不同收缩率要求,通过设置不同收缩率权重系数的关系划分了4种情况,在单因素试验结果基础上针对这4种情况选取了综合收缩率最小的工艺参数。然后,利用Box-Behnken设计构建了六因素三水平响应面试验,得到了4个收缩率的回归模型,通过对模型残差的正态性分析、方差分析和显著性检验,验证所建回归模型具有高度的可靠性与预测精度。通过响应面分析,得到了各工艺参数的交互作用对4个收缩率的影响,发现最优成型工艺参数的选取与测试件的主要形状有关。对各形状权重系数相同时的最优工艺参数组合下打印的5个测试件进行t检验分析,验证了优化结果的准确性与可靠性。最后给出了成型不同形状结构时优选或避免的参数组合。研究结果揭示了BPR-W-PLA在不同工艺参数交互影响下的成型精度变化规律,为其他金属-聚合物复合材料依据成型形状选择最佳工艺参数的研究提供了借鉴。
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关键词
黄铜粉末-聚乳酸复合线材
熔融沉积成型
响应面法
加权综合收缩率
形状
多工艺参数优化
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职称材料
题名
黄铜粉末-PLA复合线材的FDM成型精度优化与试验
1
作者
张巍
王振坤
高相胜
陈雄
倪庆双
阴永强
机构
内蒙古科技大学工程训练中心
内蒙古科技大学机械工程学院
北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室
出处
《工程塑料应用》
北大核心
2025年第10期104-115,共12页
基金
北京工业大学国际科研合作种子基金项目(2021A10)
内蒙古自然科学基金项目(2020MS05042)
内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(2023QNJS047)。
文摘
针对黄铜粉末-聚乳酸(PLA)复合线材(BPR-W-PLA)熔融沉积成型(FDM)的最佳工艺参数未知的情况,设计了含内孔、外圆、直角边、六方孔、圆台、狭缝形状的非标准测试件,结合单因素试验与响应面法分析FDM成型工艺参数(环境温度、喷嘴温度、挤出头速度、填充率、层高及壁厚)对BPR-W-PLA非标准测试件多形状加权综合收缩率的影响,将6个不同形状的收缩率合理简化为4个并作为最终的优化目标。鉴于各个形状的差异性,根据不同收缩率要求,通过设置不同收缩率权重系数的关系划分了4种情况,在单因素试验结果基础上针对这4种情况选取了综合收缩率最小的工艺参数。然后,利用Box-Behnken设计构建了六因素三水平响应面试验,得到了4个收缩率的回归模型,通过对模型残差的正态性分析、方差分析和显著性检验,验证所建回归模型具有高度的可靠性与预测精度。通过响应面分析,得到了各工艺参数的交互作用对4个收缩率的影响,发现最优成型工艺参数的选取与测试件的主要形状有关。对各形状权重系数相同时的最优工艺参数组合下打印的5个测试件进行t检验分析,验证了优化结果的准确性与可靠性。最后给出了成型不同形状结构时优选或避免的参数组合。研究结果揭示了BPR-W-PLA在不同工艺参数交互影响下的成型精度变化规律,为其他金属-聚合物复合材料依据成型形状选择最佳工艺参数的研究提供了借鉴。
关键词
黄铜粉末-聚乳酸复合线材
熔融沉积成型
响应面法
加权综合收缩率
形状
多工艺参数优化
Keywords
brass powder-poly(lactic acid)composite filament
fused deposition modeling
response surface methodology
weighted comprehensive shrinkage
shape
multi-process parameter optimization
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
黄铜粉末-PLA复合线材的FDM成型精度优化与试验
张巍
王振坤
高相胜
陈雄
倪庆双
阴永强
《工程塑料应用》
北大核心
2025
0
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职称材料
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