基于主应力轨迹线的熔融沉积成型填充路径优化

以熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)为代表的增材制造层间与层内的各向异性严重影响零件机械性能.提出一种基于主应力轨迹线(principal stress lines,PSL)引导,通过设计FDM层内填充路径使其与载荷路径相协调以提高零件机械性能的方法.给出了基于有限元分析的主应力轨迹线生成方法和基于Grasshopper的主应力轨迹线可视化方法;提出了基于主应力轨迹线种子线的区域路径生成算法,并开发了自定义路径转换G代码的工艺平台;进行了拉伸和三点弯曲力学试验.结果表明基于主应力轨迹线的填充路径相比传统的0°方向和90°方向的填充路径,拉伸试样的抗拉强度分别提升了 8.33％和19.74％,弯曲试样的抗弯强度分别提升了 11.46％和20.47％.