椭圆环截面SCMW齿轮FDM打印制造工艺研究.pdfVIP

学兔兔 务l 甸 似 — 1．|：：2 匝亘圈 — — ，__一 椭圆环截面SCMW齿轮FDM打印制造工艺研究 StudyonFDM printingm anufactureofthe ellipticalringcrosssectionSCMW gear 朱小明 ZHUXiao—ming (华南理工大学广州学院，广州 510800) 摘 要：对传统工艺难以加工的椭圆环截面SCMW齿轮进t~FDM打印制造，分析了FDM工艺的关键技术参 数，对SCMW齿轮完成了成形方向、层厚、填充路径和支撑角度的优化，得到质量较好的齿轮 模型。通过实{列，证明FDM能直接制造复杂的三维工件，为三维打印产品提供了案例参考。 关键词 ：椭圆环截面SCMW齿轮；FDM；打印工艺 中图分类号 ：TH12 文献标识码：A 文章编号：1009—0134(2014)12(下)一0026—03 Doi：10．3969／J．1ssn．1009-0134．2014．12(下)．07 0 引言 有限公司的UP!三维打印机 )加工椭 圆环截面 有学者预言： “三维打印将带来第三次工业 SCMW齿轮，分析FDM工艺的关键技术参数，讲 革命”。三维打印技术为增材的制造方法，能直 述工艺过程和工艺的优化 ，最终实现SCMW齿轮 接制造复杂的三维工件 ，使加工精密程度和制造 的优化加工。 的效率得到很大的提升，为产品创新提供很大的 空间，现已广泛应用于各行各业。 椭 圆环截面SCMW齿轮为新原理齿轮，又称 空间曲线啮合轮 (Space—Curve—Meshing—Wheel， SCMW)，是基于空间曲线啮合原理 ，即实现啮 合传动的是一对空间曲线，属于复杂三维结构零 件 。图1所示为椭 圆环截面SCMW齿轮的机构示意 图。该机构包括主动轮、从动轮和支架 。主动轮 图1 椭 圆环截面SCMW齿轮 的机构示意图 轮体上端面的圆周上均匀分布着主动钩杆 ，从动 轮轮体柱面的圆周上均匀分布着从动钩杆 。当主 1 FDM关键技术参数 动轮运动时，主动钩杆与从动钩杆作用可实现连 1．1层厚 续的空间啮合传动 。 FDM打印加工前，必须对模型进行切片处 传统的减材制造因受刀具或模具的限制，往 理，沿模型高度方 向 (Z轴正方 向)，将模型 往无法成形一些形状复杂的工件 。刚开始，空间 分割成一 系列具有一定厚度 的二维截面轮廓片 曲线啮合轮的加工主要采用靠模法 ，随着三维打 层 。片层厚度 的设定将直接影响模型的加工精 印技术的发展，目前已实现光固化快速成型制造 度 。片层厚度一般取恒定值，即模型进行等分切 空间曲线啮合轮和基于选区激光融化成型制造空 片，各片层厚度相等。片层厚度值范围通常为 间曲线啮合轮，并取得了较好的加工效果。 0．05mm~0．5mm。层厚越大，虽然加工时间会越 FDM打印技术为 目前使用最为普及的三维打 短，但模型表面条纹和阶梯效应就越明显，模型 印技术 。文本采用FDM打印机 (北京太尔时代 精度和表面质量越差 。层