基于响应面法的GF/PEEK熔融沉积成形工艺优化OA

针对熔融沉积成形制备杆类点阵结构过程中存在的尺寸精度不足与层间结合不良问题,以玻璃纤维增强聚醚醚酮(GF/PEEK)聚合物材料为研究对象,基于Box-Behnken设计(BBD)的响应面法,选取打印速度、层厚和挤出率三项关键工艺参数,制备单线薄壁试样与杆件试样,并采用图像分析方法对其层间熔接率与尺寸标准差进行定量表征,从而开展系统的工艺优化,结果表明:层厚对层间熔接率的影响最为显著,其次为挤出率,打印速度的影响最小;相比之下,尺寸标准差主要受挤出率影响,其次为打印速度,层厚的影响相对较小.通过响应面法的多目标优化,获得了打印速度37 mm/s、层厚0.10 mm、挤出率107%的最优参数组合.模型预测结果表明在该参数条件下尺寸标准差为0.10 mm,层间熔接率为90.2%.在此基础上制备的测试样品实测结果显示,其尺寸标准差为0.068 mm,层间熔接率平均值达到89.2%,与模型预测结果高度一致,验证了所建立回归模型及工艺优化策略在提升成形尺寸精度与层间结合质量方面的有效性与可靠性.