本文關(guān)鍵詞：金屬激光選區(qū)熔化設(shè)備成型系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 快速成型 激光選區(qū)熔化 鋪送粉裝置 控制系統(tǒng) 有限元分析

【摘要】：金屬激光選區(qū)熔化(Selective Laser Melting,SLM)快速成型技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種直接制造金屬零件的增材制造技術(shù),具有成型工藝簡單、制件精度高、力學(xué)性能良好等優(yōu)點(diǎn),受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。但是,由于SLM技術(shù)被國外所壟斷,加之其設(shè)備價(jià)格昂貴,很大程度上限制了SLM技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展與應(yīng)用。針對這一問題,本課題對SLM技術(shù)進(jìn)行了研究,旨在設(shè)計(jì)一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)、成型精度高、價(jià)格低廉的SLM成型設(shè)備。首先,根據(jù)SLM技術(shù)的工藝要求,對SLM設(shè)備的能量源、光路掃描系統(tǒng)、鋪送粉方式、成型倉保護(hù)進(jìn)行了研究,提出了SLM設(shè)備的總體設(shè)計(jì)方案。其次,在分析設(shè)備各功能部件工作原理的基礎(chǔ)上,對其主要機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),包括倉體及底座、平臺升降機(jī)構(gòu)、成型缸、刮平裝置、刮板自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)、送粉裝置、上料倉。再次,采用AMCP(Additive Manufacturing Control Platform)作為核心,構(gòu)建了SLM設(shè)備的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)軟硬件一體化,增強(qiáng)了系統(tǒng)的兼容性和穩(wěn)定性。最后,利用ANSYS Workbench軟件對SLM設(shè)備的底座和倉體進(jìn)行有限元分析,并在此基礎(chǔ)上對倉體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),在滿足使用要求的前提下,大大減輕了設(shè)備的總體重量。通過對SLM設(shè)備的結(jié)構(gòu)建模,驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可行性。該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、安裝方便、操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),以AMCP為核心構(gòu)建控制系統(tǒng),降低了編程難度,提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過對SLM技術(shù)的研究,縮短了SLM設(shè)備的研發(fā)周期,為后期設(shè)備的研制工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：快速成型 激光選區(qū)熔化 鋪送粉裝置 控制系統(tǒng) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG665
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 金屬直接快速成型技術(shù)8-10
• 1.3 SLM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1 國外SLM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 國內(nèi)SLM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4 SLM技術(shù)的研究意義13-14
• 1.5 課題主要研究的內(nèi)容14-16
• 第2章 金屬激光選區(qū)熔化設(shè)備總體方案設(shè)計(jì)16-24
• 2.1 激光器的選擇17
• 2.2 掃描光路系統(tǒng)選擇17-18
• 2.3 鋪粉方式分析18-20
• 2.4 送粉方式分析20-21
• 2.5 絲杠與伺服電機(jī)的選型21-23
• 2.5.1 絲杠計(jì)算與選型21-22
• 2.5.2 伺服電機(jī)的計(jì)算與選型22-23
• 2.6 成型倉保護(hù)23
• 2.7 本章小結(jié)23-24
• 第3章 金屬激光選區(qū)熔化設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-36
• 3.1 倉體和底座設(shè)計(jì)25-26
• 3.2 鋪送粉裝置組成及鋪粉原理26-27
• 3.3 鋪粉裝置中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-32
• 3.3.1 平臺升降結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-28
• 3.3.2 成型缸設(shè)計(jì)28-29
• 3.3.3 刮平結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-30
• 3.3.4 刮板自動(dòng)升降結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30-32
• 3.4 送粉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-34
• 3.4.1 送粉器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-33
• 3.4.2 上料倉設(shè)計(jì)33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-36
• 第4章 金屬激光選區(qū)熔化設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)36-46
• 4.1 傳統(tǒng)的控制方案36-38
• 4.1.1 集中式控制36-37
• 4.1.2 分布式控制37
• 4.1.3 傳統(tǒng)控制方案優(yōu)缺點(diǎn)分析37-38
• 4.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-44
• 4.2.1 控制系統(tǒng)主要組成38-39
• 4.2.2 控制系統(tǒng)的構(gòu)建39-42
• 4.2.3 光路系統(tǒng)控制42
• 4.2.4 鋪、送粉系統(tǒng)控制42-43
• 4.2.5 氣體保護(hù)系統(tǒng)控制43-44
• 4.3 本章小結(jié)44-46
• 第5章 金屬激光選區(qū)熔化設(shè)備結(jié)構(gòu)的有限元分析46-60
• 5.1 有限元法基本思想46
• 5.2 ANSYS Workbench介紹46-47
• 5.3 力學(xué)性能分析47-49
• 5.3.1 線性靜力分析基礎(chǔ)47-48
• 5.3.2 靜力學(xué)分析流程48-49
• 5.4 零件結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析49-57
• 5.4.1 底座的受力分析49-52
• 5.4.2 倉體的受力分析及優(yōu)化52-57
• 5.5 本章小結(jié)57-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文66-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1011914