利用FDM模式快速成型复杂零件分析与应用开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着制造业的不断发展，对于复杂零件的需求日益增加。

传统制造工艺难以满足日益增长的复杂零件制造需求，而快速成型技术作为一种先进制造技术，为复杂零件的制造提供了一种高效、灵活的解决方案。

熔融沉积成型（fdm）作为一种重要的快速成型技术，具有成本低廉、操作简单、材料种类丰富等优势，在复杂零件制造领域展现出巨大的应用潜力。

2. 本选题国内外研究状况综述

fdm作为一种快速成型技术，自20世纪80年代末问世以来，得到了国内外学者的广泛关注和研究。

国内方面，清华大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学等高校在fdm工艺参数优化、成型件性能评价、材料改性等方面取得了一系列成果。

例如，清华大学的研究人员提出了一种基于响应曲面法的fdm工艺参数优化方法，有效提高了成型件的尺寸精度和表面质量；哈尔滨工业大学的研究人员开发了一种新型fdm成型材料，显著提高了成型件的力学性能。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题主要研究利用fdm模式快速成型复杂零件的关键技术，分析fdm工艺参数对成型零件性能的影响规律，并结合具体应用案例，探讨fdm技术在复杂零件制造中的应用前景。

主要内容包括以下几个方面：
1.fdm快速成型工艺参数研究:深入研究fdm工艺参数体系，分析层厚、打印速度、填充率等关键工艺参数对零件精度、表面质量和力学性能的影响规律，并探索优化工艺参数的方法。

2.复杂零件几何建模与分析:研究复杂零件的三维建模方法，探讨基于cad软件的零件可制造性分析方法，以及复杂结构的切片算法和支撑结构设计方法。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研与资料收集:查阅国内外相关文献，收集fdm快速成型技术、复杂零件制造、工艺参数优化、性能测试与分析等方面的资料，为研究工作的开展奠定基础。

2.理论分析与模型建立:基于fdm快速成型原理和复杂零件制造特点，建立工艺参数与成型零件性能之间的关系模型，并利用有限元分析软件进行数值模拟，预测不同工艺参数下成型零件的力学性能和成型精度。

3.实验设计与数据采集:设计合理的实验方案，选择合适的fdm设备和材料，制备不同工艺参数下的复杂零件样品，并利用三坐标测量仪、扫描电子显微镜等设备对成型零件的尺寸精度、表面质量、微观结构和力学性能进行测试和分析。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.fdm工艺参数对复杂零件性能影响的系统研究:针对现有研究对fdm工艺参数的分析多集中于简单结构零件，本研究将系统研究fdm工艺参数对复杂零件成型精度、表面质量和力学性能的影响规律，并探索适用于复杂零件的工艺参数优化方法。

2.基于cad软件的复杂零件可制造性分析方法:为提高复杂零件的设计效率和可制造性，本研究将探索基于cad软件的复杂零件可制造性分析方法，在设计阶段对零件的可制造性进行评估，避免后期加工困难。

3.fdm成型复杂零件性能的多尺度分析:本研究将结合宏观力学性能测试和微观结构分析，揭示fdm成型复杂零件的性能影响机制，为提高成型零件的性能提供理论依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 蔡文刚, 刘红梅, 雷蕾. 基于fdm技术的复杂管道的快速成型与工艺研究[j]. 中国制造技术与装备, 2022, 53(07): 143-146.

[2] 郭宇, 张洪波. 复杂薄壁结构fdm工艺参数优化及性能分析[j]. 机械制造与自动化, 2021, 50(05): 197-202.

[3] 刘猛, 李德才, 孙伟, 等. 复杂结构件fdm成型工艺参数优化[j]. 机械设计与制造, 2021(12): 269-273.