论文课题来源于国家基金项目"熔融沉积成型3D打印的声发射监控理论与方法研究"(编号:51675481)。本文针对熔融沉积成型3D打印过程,以声发射技术作为信号检测手段,结合 EEMD(Ensemble Empirical Mode Decomposition)信号处理方法和 HSMM(Hidden Semi Markov Model)故障状态识别方法,围绕产品缺陷检测以及同步带齿故障状态诊断展开研究,旨在提出一种切实可行的熔融沉积成型3D打印过程故障诊断方法。论文的主要工作内容包括:(1)分析了熔融丝料的粘结机理,在对熔融沉积成型分层破坏力学模型进行分析的基础上,结合丝料的粘结机理研究了产品缺陷状态的故障演化过程;对同步带的受力情况进行分析,得到其应力模型,结合熔融沉积成型3D打印机的工作特点探究了同步带齿健康状态的故障演化过程;对熔融沉积成型3D打印过程中的声发射源进行分析,以实际采集到的声发射信号说明熔融沉积成型3D打印过程中声发射技术的可用性。(2)阐述了 EMD的基本原理和算法,分析了 EMD方法的缺陷,在对EMD的改进算法EEMD进行研究的基础上,提出了基于EEMD的熔融沉积成型3D打印过程故障声发射信号处理方法,基于试验采集到的故障声发射信号验证了 EEMD方法的抗混叠性,使用相关系数方法对EEMD分解得到的有效IMF分量进行筛选,分析有效IMF分量的能量特征,证明了 EEMD方法分解熔融沉积成型3D打印过程故障声发射信号的有效性。(3)研究了 HSMM的基本原理和算法,为了提高HSMM的鲁棒性和稳定性,对多组观测序列训练HSMM的问题进行研究。结合HSMM和EEMD提出基于HSMM和EEMD的熔融沉积成型3D打印过程故障诊断方法,并使用Java语言对HSMM程序进行了实现。(4)设计多组对比试验,对论文中提出的故障诊断方法进行研究,试验结果表明,基于HSMM和EEMD的熔融沉积成型3D打印过程故障诊断方法具有很高的诊断准确度,非常适合于熔融沉积成型3D打印过程故障诊断。