Rapid Prototyping Manufacturing (RP

Rapid Prototyping Manufacturing (RPM) has been widely used in the modern industry, but it is
difficult to achieve higher precision parts in FDM currently. Therefore, how to improve part quality
can be said as hotspot in industrial applications of RPM, especially when rapid prototyping parts will
be used as die, injection molding and EDM electrode, etc., the quality of which plays decisive role to
that of final product in mass production. Stereo lithography (SL), selective laser sintering (SLS),
fused deposition modeling (FDM) and laminated object manufacturing (LOM) is four relatively
matured RPM processes that dominate the current commercial market [1-3], among which FDM, a
representative rapid prototyping technology (RPT) with no use of toxic materials, has been increasingly
widely used in offices. But now the FDM systems currently only fabricate parts in elastomers, ABS
and investment casting wax using the layer by layer deposition of extruded materials through a nozzle
using feedstock filaments from a spool. Most of the parts fabricated in these materials can only be
used for design verification, form and fit checking and patterns for casting processes and medical
applications. For FDM, the two concerns are how to develop new metal materials that can directly
manufacture metal parts used in tooling, etc., and how to improve dimension accuracy. As to
developing new metal materials, literature [4] presented the detailed formulation and characterization
of the tensile properties of the various combinations of the nylon type matrix consisting of iron
particles, and the feedstock filaments of this composite have been produced and used successfully in
the unmodified FDM system for direct rapid tooling of injection moulding inserts, while literature [5]
presented an investigation on thermal and mechanical properties of new metal-particle filled ABS
(acrylonitrile-butadine-styrene) composites for applications in FDM rapid prototyping process. As to
improving dimensional accuracy, literature [6] presented experimental investigations on influence of
important process parameters viz. layer thickness, part orientation, raster angle, air gap, and raster
width along with their interactions on dimensional accuracy of FDM processed ABS400 part, and it is
observed that shrinkage is dominant along length and width direction of built part, while literature [7]
presented a powerful tool, the Taguchi method, to design optimization for quality. In this study, not
only can the optimal process parameters for FDM process be obtained, but also the main process
parameters that affect the performance of the prototype can be found. Although great progress has
been made in this field, most of the literatures focus only on improving dimensional accuracy. In
fact, the part errors in FDM are classified into dimension error, shaped error and surface roughness.
This paper, taking FDM for example, aims to analyze the reasons which lead to errors and propose
corresponding measures to improve part accuracy.

Kết quả (Việt) 1:

Sản xuất Prototyping nhanh chóng (RPM) đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hiện đại, nhưng nó làkhó khăn để đạt được cao hơn độ chính xác phần trong FDM hiện nay. Vì vậy, làm thế nào để cải thiện chất lượng phầncó thể nói như là điểm nóng trong các ứng dụng công nghiệp của vòng/phút, đặc biệt là khi các bộ phận prototyping nhanh chóng sẽđược sử dụng làm khuôn, ép nhựa và EDM điện cực, vv, chất lượng có vai trò quyết định đếnmà các sản phẩm cuối cùng trong sản xuất hàng loạt. Âm thanh stereo in thạch bản (SL), chọn lọc bằng laser sintering (SLS),hợp mô hình hóa lắng đọng (FDM) và sản xuất nhiều lớp đối tượng (LOM) là bốn tương đốitrưởng thành quá trình RPM chiếm ưu thế trên thị trường thương mại hiện tại [1-3], trong số đó FDM, mộtđại diện prototyping nhanh chóng công nghệ (RPT) với không sử dụng các vật liệu độc hại, đã ngày càngsử dụng rộng rãi trong văn phòng. Nhưng bây giờ hệ thống FDM hiện chỉ chế tạo các bộ phận trong đàn hồi, ABSvà đầu tư đúc sáp bằng cách sử dụng sự lắng đọng lớp bởi lớp vật liệu tấm ép thông qua một vòi phunsử dụng nguyên liệu sợi từ một spool. Hầu hết các bộ phận chế tạo trong các tài liệu này chỉ có thểđược sử dụng để xác minh thiết kế, hình thức và phù hợp với việc kiểm tra và các mẫu cho quá trình đúc và y tếCác ứng dụng. Đối với FDM, có hai mối quan tâm là làm thế nào để phát triển các vật liệu kim loại mới có thể trực tiếpsản xuất các bộ phận kim loại sử dụng trong các dụng cụ, vv, và làm thế nào để cải thiện kích thước chính xác. Như đểphát triển vật liệu kim loại mới, văn học [4] trình bày chi tiết xây dựng và đặc tínhCác tính chất độ bền kéo của các kết hợp khác nhau của ma trận loại nylon chứa sắtCác hạt và sợi nguyên liệu của hỗn hợp này đã được sản xuất và sử dụng thành công trongHệ thống FDM unmodified cho dụng cụ nhanh chóng trực tiếp của đúc chèn, trong khi văn học [5]một cuộc điều tra được trình bày trên nhiệt và cơ khí tài sản mới ABS đầy hạt kim loạivật liệu composite (acrylonitrile-butadine-styrene) cho các ứng dụng trong FDM prototyping nhanh chóng quá trình. Như đểcải thiện tính chính xác chiều, văn học [6] trình bày thực nghiệm điều tra về ảnh hưởng củađộ dày lớp viz. thông số quá trình quan trọng, định hướng một phần, raster góc, air gap và rasterchiều rộng cùng với tương tác của họ về tính chính xác chiều của FDM xử lý một phần ABS400, và nó làquan sát thấy rằng co rút là thống trị theo hướng chiều dài và chiều rộng của một phần được xây dựng, trong khi văn học [7]trình bày một công cụ mạnh mẽ, phương pháp Taguchi, thiết kế tối ưu hóa cho chất lượng. Trong nghiên cứu này, không phảichỉ có các thông số quá trình tối ưu cho quá trình FDM thể thu được, nhưng cũng là trình chínhtham số có ảnh hưởng đến hiệu suất của các mẫu thử nghiệm có thể được tìm thấy. Mặc dù đã có sự tiến bộ rất lớnđược thực hiện trong lĩnh vực này, hầu hết tập trung văn học chỉ vào việc cải thiện độ chính xác chiều. Ởthực tế, một phần lỗi ở FDM được phân loại thành lỗi kích thước, hình dạng lỗi và bề mặt gồ ghề.Bài báo này, dùng FDM ví dụ, nhằm mục đích phân tích những lý do dẫn đến lỗi và đề xuấtCác biện pháp tương ứng để cải thiện độ chính xác một phần.