基于光频域反射技术的增材制造聚乳酸酯温度分布特征研究

摘要：

增材制造(AM)技术依据数字化模型,将材料以逐层铺叠的方式制成产品.在逐层铺叠过程中,模型内部不同位置的温度变化较为复杂,为了监测增材制造过程中层叠结构打印模型内部不同位置的温度变化,本研究利用光频域反射技术(OFDR),将分布式光纤嵌入聚乳酸酯(PLA)材料模型内部,实现了对打印过程中任一时刻材料模型内部不同位置的温度变化的监测,同时考虑填充密度对模型温度变化的影响,设置填充密度分别为20％、40％、60％、80％、100％.结果 表明,在打印过程中,模型在同一密度下不同位置点的内部温度变化量趋于一致,温度变化量范围为20～40℃;根据不同填充密度下模型的温度变化量曲线,将打印过程划分为5个典型阶段,包括光纤嵌入阶段、温度检测孔洞封装阶段、模型填充封装阶段、模型封顶阶段、模型温度回归阶段.分析模型填充封装阶段最高峰值点和模型封顶阶段完成点的温度变化量,发现100％填充密度下AM过程中模型核心最大温度较20％填充密度下高15℃,而且随着模型填充密度的增大,打印材料对温度消散的阻碍作用增强.

关键词：光纤光学、光频域反射技术、增材制造、温度监测、聚乳酸酯

所属期刊栏目：41

分类号：TP212;TH74(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2021-10-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：17-24