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现代制造工程 2024年第6期 22-27页

作者：邱雯张帆谭跃刚张俊涂一文武汉理工大学机电工程学院武汉430070

连续碳纤维复合材料3D打印成型零件的力学性能对纤维的铺设方向有需求,传统的路径规划方法基于零件的形状轮廓进行填充,不能满足零件的实际使用性能。针对这一问题,提出基于主应力轨迹线的连续碳纤维复合材料3D打印路径规划方法。基于... 详细信息

连续碳纤维复合材料3D打印成型零件的力学性能对纤维的铺设方向有需求,传统的路径规划方法基于零件的形状轮廓进行填充,不能满足零件的实际使用性能。针对这一问题,提出基于主应力轨迹线的连续碳纤维复合材料3D打印路径规划方法。基于连续碳纤维复合材料三维模型的有限元分析数据,通过材料力学计算得到相应的主应力轨迹线;通过连续碳纤维复合材料3D打印的打印参数对得到的主应力轨迹线进行调控,保证每一条轨迹线之间的间距契合3D打印要求;通过坐标变换调整有限元分析坐标系以及打印机坐标系;通过以上调控生成用于连续碳纤维复合材料3D打印的G code规划文件。通过路径规划仿真对比和打印拉伸实验,基于主应力轨迹线生成的连续碳纤维复合材料3D打印路径比传统直线碳纤维复合材料3D打印路径性能提高了4.5%,验证了基于主应力轨迹线的连续碳纤维复合材料3D打印路径规划方法的有效性。

关键词：主应力轨迹线路径规划连续碳纤维复合材料3D打印

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基于主应力轨迹线的熔融沉积成型填充路径优化

引用

同济大学学报（自然科学版） 2021年第4期49卷 526-534页

作者：李帅帅徐惠良陈子谦于颖王玉同济大学机械与能源工程学院上海201804 同济大学中德工程学院上海201804

以熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)为代表的增材制造层间与层内的各向异性严重影响零件机械性能。提出一种基于主应力轨迹线(principal stress lines,PSL)引导,通过设计FDM层内填充路径使其与载荷路径相协调以提高零件机... 详细信息

以熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)为代表的增材制造层间与层内的各向异性严重影响零件机械性能。提出一种基于主应力轨迹线(principal stress lines,PSL)引导,通过设计FDM层内填充路径使其与载荷路径相协调以提高零件机械性能的方法。给出了基于有限元分析的主应力轨迹线生成方法和基于Grasshopper的主应力轨迹线可视化方法;提出了基于主应力轨迹线种子线的区域路径生成算法,并开发了自定义路径转换G代码的工艺平台;进行了拉伸和三点弯曲力学试验。结果表明基于主应力轨迹线的填充路径相比传统的0°方向和90°方向的填充路径,拉伸试样的抗拉强度分别提升了8.33%和19.74%,弯曲试样的抗弯强度分别提升了11.46%和20.47%。

关键词：熔融沉积成型主应力轨迹线填充路径优化

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