阅读说明：本技术 一种高密度abs材料fdm成型工艺 (High-density ABS material FDM forming process ) 是由 邱金勇 王誉 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高密度ABS材料FDM成型工艺,包括(1)将ABS线材放置于普通鼓风干燥箱进行烘干；(2)将FDM打印系统的成型室和打印平台进行加热；(3)将烘干后的ABS线材放入FDM打印系统的材料箱进一步进行干燥；(4)根据底面的二维图形平铺打印第一层图形,沿图形周轮廓打印裙边；(5)控制FDM打印系统的喷嘴温度,按照平铺层+波浪层的正交铺层方式进行铺层打印成型,得到最终的ABS样件。本发明制成的样件的力学性能佳,产品密度高,质量好。(The invention discloses a high-density ABS material FDM forming process, which comprises the steps of (1) drying an ABS wire in a common blast drying oven; (2) heating a forming chamber and a printing platform of the FDM printing system; (3) putting the dried ABS wire into a material box of an FDM printing system for further drying; (4) according to the two-dimensional graph of the bottom surface, tiling and printing a first layer of graph, and printing a skirt edge along the peripheral outline of the graph; (5) and controlling the temperature of a nozzle of the FDM printing system, and performing layering printing molding according to an orthogonal layering mode of a flat layering layer and a wave layer to obtain a final ABS sample. The sample piece prepared by the invention has good mechanical property, high product density and good quality.)

一种高密度ABS材料FDM成型工艺

技术领域

本发明涉及FDM打印技术领域，特别涉及一种高密度ABS材料FDM成型工艺。

背景技术

增材制造技术主要是以计算机辅助设计、材料加工与成型技术以及数字模型为基础，通过编程和数控系统把专用的打印材料，如金属材料，陶瓷材料，无机材料等，通过挤压，烧结，熔融，固化，喷射等各种方式逐层堆积而成，制造出具有实体的新型制造技术。

熔融沉积成型(FDM)是最普及工艺最简单的3D打印技术，它的工作原理是将加工成丝状的热熔性材料(ABS、PLA、蜡等)，经过送丝机构输送到热熔打印喷头，丝或线状塑性材料在喷嘴内被加热至熔融状态，在计算机控制下喷头沿零件层片形状轮廓和轨迹运动，将熔融的材料挤出，使其沉积在预期的位置后固化成型，与之前已经成型的层材料粘结，层层堆积最终形成产品模型。但是，FDM 3D打印成型技术目前大多用于桌面级应用，工业级的应用还不是很完善，主要存在表面质量不佳，精度不足，力学性能不理想，使得该技术在工业应用中受到限制。

ABS是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理；热变形温度为93-118℃，制品经退火处理后还可提高10℃左右。ABS材料是工程塑料应用最广泛的材料之一，目前对于ABS材料的3D打印应用已经非常普遍，在工业制造方面的应用也是日益增多，但是目前3D打印技术中，ABS材料FDM 3D打印成型密度相对传统工艺制造的部件而言比较低，成型后的工件力学性能不佳而容易损坏，因此，它在FDM成型中实现高密度打印的应用是更多工程塑料FDM高密度成型在工业应用的示范，特别是更多高性能的工程塑料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高密度ABS材料FDM成型工艺以解决背景技术中提出的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种高密度ABS材料FDM成型工艺，包括如下步骤：

(1)将ABS线材放置于普通鼓风干燥箱进行烘干；

(2)将FDM打印系统的成型室和打印平台进行加热；

(3)将烘干后的ABS线材放入FDM打印系统的材料箱进一步进行干燥；

(4)根据底面的二维图形平铺打印第一层图形，沿图形周轮廓打印裙边；

(5)控制FDM打印系统的喷嘴温度，按照平铺层+波浪层的正交铺层方式进行铺层打印成型，得到最终的ABS样件。

优选的，所述鼓风干燥箱的烘干温度为60～90℃，烘干时间为4～8小时。

优选的，所述成型室的加热温度为75～100℃，所述打印平台的加热温度为65～85℃。

优选的，所述材料箱为密封式材料箱并与成型室相通，所述材料箱的干燥温度为75～100℃，烘干方式为持续烘干。

优选的，沿图形周轮廓平行方向打印的裙边与图形周轮廓重叠，重叠率为5～50％，所述裙边宽度为3～10圈线宽。

优选的，所述裙边与图形周轮廓重叠率随着模型尺寸增大而增加。

优选的，在所述步骤五中，所述平铺层+波浪层铺层为一层平铺和一层波浪层反复叠加；层与层间铺线方向为正交关系；单线与单线之间的铺线方式为重叠铺线，重叠率为5～30％。

优选的，所述FDM打印系统为HAGE 175C打印设备系统，主要参数为：打印喷嘴直径：0.25～1.0mm；打印喷嘴温度：235～255℃；层厚：0.1～0.3mm；打印速度：45～90mm/min。

采用上述技术方案，对材料干燥性能进行控制，利用微孔打印平台、打印底层以及打印铺层，对打印平台温度、成型温度和喷嘴温度的控制，制成高密度的高强度的ABS打印样件，样件的力学性能佳，产品密度高，质量好。

附图说明

图1为步骤四中沿图形周轮廓平行方向打印裙边的示意图；

图2为步骤五中平铺层+波浪层的铺层示意图；

图3为步骤五中正交铺层示意图；

图4为单线与单线间的铺线方式图。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一：

一种高密度ABS材料FDM成型工艺，包括如下步骤：

(1)将ABS线材放置于烘干温度为60℃的普通鼓风干燥箱进行烘干，烘干时间为4小时；

(2)将FDM打印系统的成型室和打印平台进行加热，所述成型室的加热温度为75℃，所述打印平台的加热温度为65℃；

(3)将烘干后的ABS线材放入FDM打印系统的材料箱进一步进行干燥，所述材料箱为密封式材料箱并与成型室相通，所述材料箱的干燥温度为75℃，烘干方式为持续烘干；

(4)根据底面的二维图形平铺打印第一层图形，沿图形周轮廓打印裙边，在所述步骤四中，沿图形周轮廓平行方向打印的裙边与图形周轮廓重叠，重叠率为5％，裙边宽度为3圈线宽；

(5)控制FDM打印系统的喷嘴温度，按照平铺层+波浪层的正交铺层方式进行铺层打印成型，得到最终的ABS样件，所述平铺层+波浪层铺层为一层平铺和一层波浪层反复叠加；层与层间铺线方向为正交关系；单线与单线之间的铺线方式为重叠铺线，重叠率为5％。

其中，所述裙边与图形周轮廓重叠率随着模型尺寸增大而增加。

其中，所述FDM打印系统为HAGE 175C打印设备系统，主要参数为：打印喷嘴直径：0.25；打印喷嘴温度：235℃；层厚：0.1mm；打印速度：45mm/min。

根据该方法获得的ABS样件产品密度大，抗拉性能好。

实施例二：

一种高密度ABS材料FDM成型工艺，包括如下步骤：

(1)将ABS线材放置于烘干温度为90℃的普通鼓风干燥箱进行烘干，烘干时间为8小时；

(2)将FDM打印系统的成型室和打印平台进行加热，所述成型室的加热温度为100℃，所述打印平台的加热温度为85℃；

(3)将烘干后的ABS线材放入FDM打印系统的材料箱进一步进行干燥，所述材料箱为密封式材料箱并与步骤二中的成型室相通，所述材料箱的干燥温度为100℃，烘干方式为持续烘干；

(4)根据底面的二维图形平铺打印第一层图形，沿图形周轮廓打印裙边，在所述步骤四中，沿图形周轮廓平行方向打印的裙边与图形周轮廓重叠，重叠率为50％，所述裙边宽度为10圈线宽；

(5)控制FDM打印系统的喷嘴温度，按照平铺层+波浪层的正交铺层方式进行铺层打印成型，得到最终的ABS样件，所述平铺层+波浪层铺层为一层平铺和一层波浪层反复叠加；层与层间铺线方向为正交关系；单线与单线之间的铺线方式为重叠铺线，重叠率为30％。

其中，所述裙边与图形周轮廓重叠率随着模型尺寸增大而增加。

其中，所述FDM打印系统为HAGE 175C打印设备系统，主要参数为，打印喷嘴直径：1.0mm；打印喷嘴温度：255℃；层厚：0.3mm；打印速度：90mm/min。

根据该方法获得的ABS样件产品密度大，抗拉性能好。

实施例三：

一种高密度ABS材料FDM成型工艺，包括如下步骤：

(1)将ABS线材放置于烘干温度为76℃的普通鼓风干燥箱进行烘干，烘干时间为6.5小时；

(2)将FDM打印系统的成型室和打印平台进行加热，所述成型室的加热温度为88℃，所述打印平台的加热温度为75℃；

(3)将烘干后的ABS线材放入FDM打印系统的材料箱进一步进行干燥，所述材料箱为密封式材料箱并与步骤二中的成型室相通，所述材料箱的干燥温度为88℃，烘干方式为持续烘干；

(4)根据底面的二维图形平铺打印第一层图形，沿图形周轮廓打印裙边，在所述步骤四中，沿图形周轮廓平行方向打印的裙边与图形周轮廓重叠，重叠率为31％，所述裙边宽度为7圈线宽；

(5)控制FDM打印系统的喷嘴温度，按照平铺层+波浪层的正交铺层方式进行铺层打印成型，得到最终的ABS样件，所述平铺层+波浪层铺层为一层平铺和一层波浪层反复叠加；层与层间铺线方向为正交关系；单线与单线之间的铺线方式为重叠铺线，重叠率为22％。

其中，所述裙边与图形周轮廓重叠率随着模型尺寸增大而增加。

其中，所述FDM打印系统为HAGE 175C打印设备系统，主要参数为：打印喷嘴直径：0.72mm；打印喷嘴温度：242℃；层厚：0.2mm；打印速度：70mm/min。

根据该方法获得的ABS样件产品密度大，抗拉性能好。

以上结合附图1-4对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。