發(fā)布時(shí)間：2020-06-20 18:48

【摘要】： 當(dāng)前，作為快速成形技術(shù)的兩大發(fā)展方向之一，桌面化快速成形系統(tǒng)已成為國內(nèi)外快速成形領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。所謂桌面化，就是要求系統(tǒng)適合于辦公應(yīng)用，具有成本低、速度快、體積小、重量輕、噪音小等特點(diǎn)。作者在研究了國外多種典型的桌面化快速成形系統(tǒng)的工藝、特點(diǎn)之后，結(jié)合自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選擇熔融擠壓制造工藝(Melted Extrusion Manufacturing，簡稱MEM)作為國內(nèi)第一臺(tái)桌面化快速成形系統(tǒng)MEM200-D的成形工藝，同時(shí)應(yīng)用機(jī)械電子學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，結(jié)合桌面化快速成形系統(tǒng)的特點(diǎn)，以模塊化設(shè)計(jì)思想完成了MEM200-D桌面化熔融擠壓成形系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)和零部件設(shè)計(jì)。 作者通過大量的MEM工藝實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，噴頭做高速掃描運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力對(duì)機(jī)架的沖擊及相應(yīng)引起的劇烈振動(dòng)是降低造型精度、加速設(shè)備老化的主要因素。桌面化快速成形系統(tǒng)不僅需要在高速掃描時(shí)保證足夠的精度，還需要盡可能地減小振動(dòng)和噪聲。因此，必須對(duì)振動(dòng)問題進(jìn)行全面而深入的研究。 本文在深入分析MEM工藝過程之后，找出噴頭掃描運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力的頻率范圍。然后，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法對(duì)現(xiàn)有熔融擠壓成形設(shè)備的振動(dòng)性能進(jìn)行深入研究。通過比較系統(tǒng)的固有頻率與噴頭掃描的慣性激振力頻率，找出MEM工藝設(shè)備劇烈振動(dòng)的根本原因并得到相應(yīng)的抗振設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 本文按照MEM工藝設(shè)備的抗振設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，利用有限元?jiǎng)恿τ?jì)算的方法，對(duì)MEM200-D機(jī)架進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行靜力學(xué)強(qiáng)度驗(yàn)證。對(duì)樣機(jī)機(jī)架進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析表明，該設(shè)計(jì)滿足抗振設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，同時(shí)也驗(yàn)證了有限元模型的可靠性。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)機(jī)架結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行整體優(yōu)化和局部優(yōu)化，得到既滿足抗振設(shè)計(jì)準(zhǔn)則又能有效減輕結(jié)構(gòu)重量的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：TH16
【圖文】：

圖 1-2 RP 行業(yè)的發(fā)展方向念型與生產(chǎn)型念型成形技術(shù)發(fā)展的最初動(dòng)因即為企業(yè)提供能夠表達(dá)設(shè)計(jì)思想 制造與應(yīng)的直觀物理模型 經(jīng)過將近二十年的研究與發(fā)展 快速成形技術(shù)當(dāng)多的工藝方法和應(yīng)用領(lǐng)域 但是原型制造仍然是快速成形技術(shù)在主要部分 隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的增加 人們對(duì)原型制造的作的易用性 可靠性都提出了更高的要求 原型制造正朝著低成操作 無污染 適合于辦公應(yīng)用的方向發(fā)展[10]通常 將這種能夠造表達(dá)設(shè)計(jì)思想 直觀展示物理概念的原型制造方法稱為概念型

Quadra 在其工藝方案的選擇上有較大的創(chuàng)新與突破 它將傳統(tǒng) RP 成形工中兩種不同的工藝 噴射成形與光固化成形 結(jié)合起來 便同時(shí)兼具二者優(yōu)點(diǎn) 由于噴射材料為液態(tài)的光敏樹脂 噴射裝置就可以采用目前發(fā)展已經(jīng)十成熟的噴墨打印機(jī)噴頭 從而使得噴射的精度 質(zhì)量 可靠性都能得到很好的障 并且 噴頭對(duì)成形位置的精確控制 降低了對(duì)光源的要求 從而降低成而傳統(tǒng)的光固化工藝要求對(duì)激光的焦距 焦點(diǎn)進(jìn)行精確的控制 對(duì)光學(xué)振鏡系和控制系統(tǒng)的要求很高該工藝最具創(chuàng)新性的地方是采用了陣列式噴頭 在同一時(shí)刻 能有多達(dá) 1個(gè)噴嘴進(jìn)行噴射 不僅很好的保證了成形精度 也保證了高的成形速度 巧妙協(xié)調(diào)了 RP 工藝中精度與效率不能兼顧的難題 據(jù)統(tǒng)計(jì) Quadra 每層成形僅2~12 秒 完成一英寸高的零件通常不超過一個(gè)小時(shí) 采用陣列式噴頭的另一優(yōu)點(diǎn)是簡化了 CAD 模型分層后的數(shù)據(jù)格式 使用簡單的位圖格式進(jìn)行控制各噴嘴的噴射 不僅簡單可靠 也避免了傳統(tǒng)工藝中的復(fù)雜的掃描路徑規(guī)劃問Prodigy 是美國 Stratasys 公司開發(fā)的桌面化快速成形設(shè)備 它采用的

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 薛明;顏永年;;經(jīng)濟(jì)型桌面化快速成形系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建立[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2006年03期

本文編號(hào)：2722819