半导体激光辐照FDM 3D打印ABS的热作用理论

摘要：

基于激光辅助加热丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)线材提高熔融沉积成型(FDM)打印效率的方案,在分析激光对塑料热作用的基础上,建立连续激光加热塑料的理论模型.根据能量守恒原理,计算推导出激光参数对塑料温度变化影响的关系表达式,并以半导体激光辐照ABS打印线材为例,通过数值计算与分析、ABAQUS仿真激光辐照加热模拟以及实验验证等方法,研究激光参数—温度变化—加热效果三者之间的影响关系.数值计算得出激光辐照下的塑料玻璃态和黏流态转变的激光参数阈值.实验发现,所测热影响区深度与理论计算及仿真模拟结果较为吻合.结果表明,选择合适的激光功率和辐照时间,可以实现ABS塑料由外向内的热穿透.利用所建的激光加热塑料理论模型及相关公式,可为激光辅助FDM 3D打印的研究提供理论依据.

关键词：激光辅助加热、理论模型、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、温度场仿真

所属期刊栏目：50

分类号：TQ320.1

资助基金：国家自然科学基金;山东省重点研发计划;山东省自然科学基金;山东省高等学校青创科技支持计划

在线出版日期：2022-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：47-52