[发明专利]熔融沉积制造过程中打印件的温度与翘曲变形的预测方法

权利要求书

1.一种熔融沉积制造过程中打印件的温度与翘曲变形的预测方法，其特征在于，包括步骤：

获取所述打印件的仿真模型并对所述模型进行网格划分；

获取所述模型的热学属性相关参数；

以进行网格划分后的模型及所述热学相关参数为依据，利用瞬态热分析，获得打印件在熔融沉积成型过程中的温度分布；

获取所述模型的力学属性，得到所述打印件的力学模型；

以所述力学模型及所述打印件在熔融沉积成型过程中的温度分布为依据，获得打印件在熔融沉积成型过程中的应力分布与形变。

2.根据权利要求1所述的熔融沉积制造过程中打印件的温度与翘曲变形的预测方法，其特征在于，获取所述模型并对所述模型进行网格划分的步骤包括：

根据待打印的零件形状尺寸建立仿真模型；

将打印线宽定义为单元格的长与宽，分层层厚定义为单元格的高，对所述模型进行网格划分。

3.根据权利要求1所述的熔融沉积制造过程中打印件的温度与翘曲变形的预测方法，其特征在于，所述热学属性相关参数包括：单元类型、打印材料的热物性参数、熔融沉积制造装置的热学属性初始条件、打印件的热学属性边界条件、扫描方式、载荷加载方式及载荷步中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的熔融沉积制造过程中打印件的温度与翘曲变形的预测方法，其特征在于，所述热物性参数包括：密度，比热容，导热系数，综合换热系数中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的熔融沉积制造过程中打印件的温度与翘曲变形的预测方法，其特征在于，以进行网格划分后的模型及所述热学相关参数为依据的步骤包括：

定义所述热物性参数；

设定初始条件、边界条件、载荷加载方式及载荷步；

确定扫描方式，以生死单元技术、设定的载荷加载方式及载荷步为依据。

6.根据权利要求5所述的熔融沉积制造过程中打印件的温度与翘曲变形的预测方法，其特征在于，所述载荷加载方式为阶跃方式加载载荷。

7.根据权利要求5或6所述的熔融沉积制造过程中打印件的温度与翘曲变形的预测方法，其特征在于，载荷步的步长为动态步长，是根据打印速度以及单元格长度进行设置的。

8.根据权利要求1所述的熔融沉积制造过程中打印件的温度与翘曲变形的预测方法，其特征在于，获取所述模型的力学属性的步骤包括：

进行单元类型转换；

定义单元类型转换后的材料的力学属性，所述力学属性包括：弹性模量、泊松比、热膨胀系数、拉伸屈服应力中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的熔融沉积制造过程中打印件的温度与翘曲变形的预测方法，其特征在于，以所述力学模型及所述打印件在熔融沉积成型过程中的温度分布为依据，获得打印件在熔融沉积成型过程中的应力分布与形变的步骤包括：

在所述力学模型底部添加位移约束；

根据打印件在熔融沉积成型过程中的温度分布，将节点温度作为体载荷加载到相应的节点上；

利用有限元法求解得到打印件在熔融沉积成型过程中的应力分布与形变。

10.根据权利要求9所述的熔融沉积制造过程中打印件的温度与翘曲变形的预测方法，其特征在于，根据打印件在熔融沉积成型过程中的温度分布，将节点温度作为体载荷加载到相应的节点上的步骤包括：

通过读取命令，读取打印件在熔融沉积成型过程中的温度分布的结果文件；

将节点温度作为体载荷加载到相应的节点上。