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增材制造技术能实现功能性复杂零件的直接生产成形,但利用增材制造技术所加工出的零件表面质量通常难以令人满意,不能直接投入使用;减材制造具有表面质量好,尺寸精度高,形状精度优等优点,将两者结合起来有很重要的研究意义。近几年,结合了增材制造与传统减材加工优点的增减材复合加工技术正吸引着越来越多研究者的目光。但是,目前该技术发展还不够成熟,在增材与减材复合制造工艺以及软件控制方面缺乏深入的理论指导。聚醚醚酮(PEEK)是一种性能优异的耐热性树脂,在航空航天、汽车电子和医疗机械等领域有广阔的应用前景,在某些方面可以替代金属、陶瓷,相对于传统的注塑成型,PEEK材料也可以熔融沉积成型,但是由于PEEK材料比传统的熔融沉积成型材料熔点高(343℃)、熔融粘度大,利用现有的熔融沉积成型设备打印PEEK材料有很大挑战。本课题开展了基于熔融沉积成型PEEK材料的增材与减材复合制造的关键技术研究。设计了耐热性聚醚醚酮树脂熔融沉积成型的双加热块喷头结构,搭建了 PEEK材料的熔融沉积成型设备,通过闭环温度控制系统精准控制喷头和加热底板的温度,实现PEEK材料的熔融沉积成型。仿真研究了 PEEK材料熔融沉积成型的喷头流道内流体温度场、粘度场以及压力场分布规律,分析了喷头流道内PEEK材料的流动性及熔融情况。结果表明,随着加热温度的升高以及送丝速度的减小,喷头流道内PEEK材料的熔融区变大,流动性变好,挤出压力变小,通过仿真获得了适合PEEK材料熔融沉积成型的工艺参数范围。研究了打印温度对熔融沉积成型PEEK零件力学性能和表面质量的影响规律。结果表明,在打印层厚和打印速度一定时,随着打印温度的升高,零件的拉伸强度、致密度以及表面质量都会提高。当打印温度低于380℃,零件的力学性能和表面质量明显变差,在打印温度为440℃时,零件力学性能和表面质量最优。研究了打印层厚对熔融沉积成型PEEK零件力学性能和表面质量的影响规律。在打印温度和打印速度一定时,随着打印层厚的增加,零件的拉伸强度、致密度变小,表面粗糙度变大。研究发现,当打印层厚大于喷嘴直径的二分之一时,零件力学性能和表面质量会明显变差。研究了打印速度对熔融沉积成型PEEK零件力学性能和表面质量的影响规律。选用直径(?)0.6mm和(?)0.8mm的喷嘴,在打印温度和打印层厚一定时,随着打印速度的提高,零件的力学性能和表面质量变差,建议打印速度不超过23mm/s;选用直径(?)0.4mm的喷嘴,当打印速度为20mm/s-23mm/s时,零件的表面质量较好,低于20mm/s或高于23mm/s时,零件的表面质量较差。优化了采用直径00.4mm、00.6mm和00.8mm喷嘴对应的熔融沉积工艺参数,优化后的工艺参数与仿真结果差别较小,间接验证了有限元仿真的合理性。研究了熔融沉积成型过程的数据处理特点,结合熔融沉积成型工艺参数和铣削工艺参数,开发了增材与减材复合制造的数据处理系统,并通过数控加工软件Mach3Mil1验证这种增材与减材集成数据处理系统的可行性。为复合制造数据处理系统提供数据支持,补充熔融沉积成型聚醚醚酮的铣削实验研究,结果表明,随着铣削速度的增大和每齿进给量的减小,PEEK零件加工表面粗糙度减小,进而优化了熔融沉积成型PEEK零件的铣削工艺参数。