發(fā)布時間：2021-02-06 03:50

　　隨著現(xiàn)代加工技術(shù)的不斷發(fā)展,以及市場需求的多樣化,制造業(yè)已從單純的傳統(tǒng)制造向全球化時代的綠色、智能型先進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)變。3D打印技術(shù)（添加制造、增材制造或增量制造）在這種情況下應(yīng)用而生,它是以三維CAD模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑性材料,逐層增加材料的制造方式。目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計、模具制造等領(lǐng)域,并在建筑、生物、航空航天等領(lǐng)域進(jìn)行了驗證性應(yīng)用。其中熔融沉積制造（FDM）憑借其操作簡單,成型速度快等諸多優(yōu)點,成為應(yīng)用最為廣泛的3D打印技術(shù),但它仍然存在很多不足之處,比如成型精度低,智能化程度低,操作不方便等。本課題從FDM打印機(jī)智能化、打印精度方面入手,自行研發(fā)一套桌面打印控制系統(tǒng)。本課題首先通過比較選擇一套穩(wěn)定的機(jī)械結(jié)構(gòu),并選取打印所需的電子元器件,然后針對FDM的技術(shù)要求對控制系統(tǒng)做了設(shè)計,將傳統(tǒng)的單一控制系統(tǒng)功能進(jìn)一步細(xì)化,分為指令分析系統(tǒng)與人機(jī)交互系統(tǒng)。對指令分析系統(tǒng)的設(shè)計主要是運(yùn)動部分和溫度部分,運(yùn)動部分本文運(yùn)用的s曲線算法,提高了打印機(jī)的精度。在人機(jī)交互系統(tǒng)里,本文針對調(diào)平提出了5點調(diào)平算法,簡化了打印機(jī)的操作。最后根據(jù)設(shè)計制版印刷出電路板進(jìn)行上機(jī)測試,檢驗控制系統(tǒng)的... 

【文章來源】：北華航天工業(yè)學(xué)院河北省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熔融沉積制造技術(shù)的基本原理

基于FDM技術(shù)3D打印系統(tǒng)的研究與設(shè)計6圖1.2Xingma6打印機(jī)清華大學(xué)激光快速成形中心下屬企業(yè)北京殷華公司，也對FDM型打印機(jī)投入了大量的研究，其推出的GI-A系列打印機(jī)打印體積相較其他打印機(jī)進(jìn)行了擴(kuò)大，最大打印體積為255mm*255mm*310mm，打印厚度在0.15mm-0.4mm之間；GI-A采用了傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)的刀補(bǔ)功能進(jìn)行打印原材料直徑的補(bǔ)償，有效的提高了打印精度；同時在打印機(jī)的軟件控制部分搭載了模型檢測和修復(fù)功能，使打印機(jī)的軟件功能更加豐富。同時在切片算法上也進(jìn)行了優(yōu)化，使的切片路徑更加符合3D打印特性。整體上，近年來國內(nèi)在FDM技術(shù)研究上有很大的發(fā)展[22]，與國外的技術(shù)差距在一步步縮短，甚至有些方向上已經(jīng)超越國外。據(jù)調(diào)研顯示在歐洲盧森堡、德國等地，國內(nèi)生產(chǎn)的桌面打印機(jī)已經(jīng)占據(jù)了主要的市常但是國內(nèi)FDM打印機(jī)技術(shù)的發(fā)展距離國外發(fā)達(dá)國家仍有一定的差距。主要表現(xiàn)在FDM設(shè)備原材料的發(fā)展上，耗材對打印質(zhì)量影響很大，但是國內(nèi)打印材料質(zhì)量普遍較差，打印絲料的直徑也有很多不均勻。其次國內(nèi)對FDM技術(shù)的研究投入少，國內(nèi)做FDM技術(shù)研究的都是些小型企業(yè)或者個人研究，技術(shù)發(fā)展自然較慢。1.4本課題研究的主要內(nèi)容3D打印技術(shù)作為一種先進(jìn)的制造技術(shù)，很多人都認(rèn)為它在未來國內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展中占重要地位，尤其是在全球推行智能制造的今天。然而目前國內(nèi)在FDM打印機(jī)價格普遍較為昂貴，打印設(shè)備穩(wěn)定性較差，設(shè)備操作復(fù)雜，智能化較低，材料也受國外的牽制，價格居高不下，而且由于FDM打印機(jī)操作較為復(fù)雜，需要的操作人員專業(yè)度要求高，所以難以普及化。所以目前FDM打印機(jī)的主要目標(biāo)是，在降低設(shè)備的生產(chǎn)成本的前提下，提高設(shè)備的打印精度，簡化設(shè)備操作，提高設(shè)備智能化。

基于FDM技術(shù)3D打印系統(tǒng)的研究與設(shè)計10噴嘴直徑：0.4毫米圖2.1Prusai3（2）makebot系列Makebot系列打印機(jī)是makebot公司設(shè)計的打印機(jī)，他們公司設(shè)計的FDM打印機(jī)是目前世界上最好的桌面打印機(jī)之一。Makebot型打印機(jī)設(shè)計精度高，打印機(jī)使用時間久，打印精度也高。makebot公司已經(jīng)設(shè)計出多款雙色多色桌面打印機(jī)。Makebot型打印機(jī)相較Reprap型打印機(jī)，他的打印平臺不在y軸方向移動，而是在z軸方向移動。在makebot型打印機(jī)中，打印頭在一個平面內(nèi)通過x軸和y軸的運(yùn)動結(jié)構(gòu)合作來實現(xiàn)XOY平面的移動，不再負(fù)責(zé)z方向的移動。z方向的移動由打印平臺的上下移動來實現(xiàn)。這類打印機(jī)的特點是打印機(jī)總體呈方形，具有科技感，同時由于打印頭只在一個平面內(nèi)運(yùn)動，使其可以做成大成型尺寸的桌面打印機(jī)。由于makebot型打印機(jī)技術(shù)成熟，成型精度高，是目前使用最多的一種機(jī)械結(jié)構(gòu)。但是makebot打印機(jī)設(shè)計成本較高，安裝維修較為麻煩。Replicator5第五代是makebot公司生產(chǎn)的最新款的FDM打印機(jī)，如圖2.2所示，其主要技術(shù)參數(shù)如下：平臺移動方向：負(fù)責(zé)Z軸方向的移動

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3020099