在工業(yè)4.0的大環(huán)境下,我國做出了“中國制造2025”計劃并為此努力。我們的目標(biāo)是要成為制造強國,為了達到這個目標(biāo),智能制造是必不可少的。在這樣的條件下,不管是傳統(tǒng)3D打印或是新興的建筑3D打印,還是其他的智能數(shù)控制造,都在蓬勃發(fā)展。3D打印建筑就是根據(jù)所需的建筑物品模型,按照此模型預(yù)先設(shè)計好的程序,通過打印設(shè)備,使用建筑類原材料,自動智能打印出來的、符合建筑使用準(zhǔn)標(biāo)的并具有實用功能的建筑。3D打印建筑與傳統(tǒng)建筑在外觀上沒有太大區(qū)別,但3D打印建筑可以節(jié)約人工、材料與工期,同時還具有很高的環(huán)保性,有著巨大的發(fā)展前景。本文主要分析設(shè)計了一種基于原材料擠出固化成型的3D打印設(shè)備。該設(shè)備的工作原理是,首先通過所需打印建筑物的CAD模型,直接通過逐點比較插補法編寫PLC程序。之后將所編寫的程序儲存到作為設(shè)備控制系統(tǒng)的PLC中。當(dāng)需要打印時,只需要調(diào)用PLC里對應(yīng)的程序。而PLC會控制伺服驅(qū)動器,驅(qū)動伺服電機,伺服電機通過齒輪傳動帶動機械臂噴頭在XYZ軸上運動。同時PLC發(fā)出信號,驅(qū)動送料電機帶動螺旋桿開始送料,噴嘴電磁閥打開,開始按照插補算法編寫的程序進行建筑物的打印建造。本文設(shè)備的噴嘴與料斗... 

【文章來源】：齊魯工業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)框圖

圖 2.1 3D 打印基本原理圖對三維模型近似模擬之后還要進行分層切片處理。3D 打印是一個堆積、分層疊加的過程，為達到處理的需要，三維模型必須要用很多的平行的、等間距的二維模型來進行擬合，這個擬合過程叫做分層切片處理。分的層越多，那么得到的產(chǎn)品的精度就越高，但同時加工生產(chǎn)的時間也就越長；分的層越少，得到的產(chǎn)品的精度就越底，然而加工生產(chǎn)的時間也就越短。對三維模型進行分層切片處理之后就要進行層片路徑規(guī)劃。根據(jù)我們所需要求進行 3D 打印的加工，先要把分層切片處理得到的層片信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成 3D 打印噴頭的運行路徑，這個過程叫做層片路徑規(guī)劃。為得到良好的打印物效果，我們要將層片數(shù)據(jù)信息化為具體的噴頭的運行路徑，并進行優(yōu)化設(shè)計。最后對打印物進行處理與疊加。讓設(shè)備按照我們預(yù)設(shè)好的噴嘴運行路徑運行，噴出原材料，使原材料堆積，最終形成我們需要的產(chǎn)品。以上的方法是適用于所有的 3D 打印技術(shù)，經(jīng)過上述細致的編程，誤差都非常的小，精密度很高可以適用于精密儀器，甚至人體醫(yī)用材料等等。本文是大型

圖 2.2 3D 打印的特色造：與傳統(tǒng)的建造不同，3D 打印利用電腦軟件把產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成械設(shè)備將原材料加工制造成原產(chǎn)品。造：3D 打印技術(shù)是將實物通過電腦轉(zhuǎn)化成層面信息，進一徑，然后再層層打印、層層疊加。造：3D 打印是一種層層制造，通過堆疊形成最后產(chǎn)品的制造：與傳統(tǒng)的減材制造的削切打磨不同，3D 打印是直接成逐層堆積的方式制造出來，不需要再次加工。造：建筑 3D 打印只需在電腦上設(shè)計出圖紙就可以直接制3D 打印技術(shù)與傳統(tǒng)建筑建造相比有著以下優(yōu)點：效率高，且能夠在各種環(huán)境與條件下建造各種各樣的復(fù)雜 3D 打印使用計算機輔助設(shè)計，它的數(shù)據(jù)來源于軟件模型具有更大的自由性和更高的精準(zhǔn)性。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]選擇性激光燒結(jié)3D打印聚合物及其復(fù)合材料的研究進展[J]. 李志超,甘鑫鵬,費國霞,夏和生.  高分子材料科學(xué)與工程. 2017(10)
[2]3D打印生物材料的研究進展[J]. 毛旭艷,侯士峰.  濟寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報. 2016(01)
[3]適應(yīng)3D打印技術(shù)的聚合物材料研究進展[J]. 閔玉勤,王浩仁,黃偉,洪佳麗,張興宏,杜濱陽.  粘接. 2016(01)
[4]3D打印技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 楊佳文.  國際太空. 2015(09)
[5]建筑3D打印數(shù)字建造技術(shù)研究應(yīng)用綜述[J]. 丁烈云,徐捷,覃亞偉.  土木工程與管理學(xué)報. 2015(03)
[6]3D打印建筑發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J]. 陳慶祥.  建筑. 2015(12)
[7]3D打印混凝土材料及混凝土建筑技術(shù)進展[J]. 張大旺,王棟民.  硅酸鹽通報. 2015(06)
[8]混凝土3D打印技術(shù)研究現(xiàn)狀探討與分析[J]. 蔣佳寧,高育欣,吳雄,黃義雄.  混凝土. 2015(05)
[9]3D打印用高分子材料的研究與應(yīng)用進展[J]. 張云波,喬雯鈺,張鑫鑫,馬芳,翟蓮娜,顧哲明.  上海塑料. 2015(01)
[10]FDM 3D打印機及其適用材料分析[J]. 許向宏.  廣東印刷. 2015(01)

博士論文
[1]智能控制系統(tǒng)理論應(yīng)用于數(shù)控設(shè)備的若干關(guān)鍵問題研究[D]. 史旭光.華南理工大學(xué) 2009
[2]數(shù)控系統(tǒng)的插補算法及加減速控制方法研究[D]. 趙巍.天津大學(xué) 2004

碩士論文
[1]高速高精度NURBS插補算法研究及其插補器實現(xiàn)[D]. 易志福.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]一種基于擠出固化的建筑3D打印裝置設(shè)計及驗證[D]. 車海潮.華中科技大學(xué) 2015
[3]基于快速成型的三維模型數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究[D]. 張培.河南科技大學(xué) 2013



本文編號：3126240