3DP工艺中阶梯误差与渗透误差相互作用研究

3DP工艺中影响零件成型精度的原理性误差主要来源于阶梯误差和黏结剂渗透误差，并且在误差测量结果中难以区分．本文基于黏结剂在砂床中的流动状态，建立了黏结剂从喷射到渗透过程的数值仿真模型，分析了在二维平面不同角度三角面片打印时理想模型边界和实际黏结砂粒边界之间的位置误差，研究了阶梯误差和渗透误差之间的相互作用．在此基础上，针对不同角度三角面片打印过程中阶梯误差与黏结剂渗透误差相互作用关系也不相同的问题，提出了基于三角面片法向量方向与成型方向夹角的三角面片偏移误差公式用于表达这两种误差对成型质量的综合影响．结果表明：在向上三角面片中，渗透误差与阶梯误差相互补偿，三角面片偏移误差随着斜面与水平面夹角角度的减小而减小；在向下三角面片中，阶梯误差与渗透误差相互叠加，三角面片偏移误差随着斜面与水平面夹角角度的减小而增大．将三角面片偏移误差的公式计算值与其实际测量值进行对比，公式计算误差最大为0.060 mm，最小为0.002 mm，表明三角面片偏移误差公式用于表达阶梯误差与黏结剂渗透误差综合作用的有效性.