3D打印也稱為“增材制造”,是提升制造業(yè)競爭力的重要載體,其理論、技術(shù)發(fā)展在近二十年來備受學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界關(guān)注。本文通過分析總結(jié)國內(nèi)外3D打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)比不同類型的3D打印機(jī)的性能特點(diǎn)。選擇熔融沉積式（Fused Deposition Modeling,簡稱FDM）打印設(shè)備為研究對(duì)象,探討了其打印性能。主要研究內(nèi)容包括:根據(jù)FDM型3D打印機(jī)的工作原理,遵循輕簡結(jié)構(gòu)、降低成本的設(shè)計(jì)原則,在不影響打印性能的基礎(chǔ)上,對(duì)整機(jī)的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);對(duì)系統(tǒng)完成數(shù)學(xué)和物理建模,利用有限元分析軟件,對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和承重部件進(jìn)行了靜力學(xué)仿真分析,并對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)行了模態(tài)分析,評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的合理性和可靠性,并予以適當(dāng)?shù)男薷暮驼{(diào)整。結(jié)合提升打印精度和塑件強(qiáng)度的要求,提出了同心包覆結(jié)構(gòu)的打印機(jī)制,即設(shè)計(jì)“墨盒”裝置。同時(shí)對(duì)噴嘴的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,在頸部設(shè)計(jì)散熱片,預(yù)防頸部堵塞。通過分析現(xiàn)有設(shè)備的不足,對(duì)加熱裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和調(diào)整,將傳統(tǒng)的鋁塊外部加熱改為加熱棒內(nèi)部加熱,并通過熱力學(xué)仿真分析,評(píng)價(jià)其加熱性能。利用有限元分析軟件對(duì)噴嘴擠出機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模仿真,并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估,證明設(shè)計(jì)方案的可行性,并提出... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題的背景和研究意義
    1.2 3D打印技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 發(fā)展前景與趨勢(shì)
    1.3 立體成型打印方法的概述
        1.3.1 立體成型打印的特點(diǎn)
        1.3.2 主流3D打印方法分類
        1.3.3 其他打印手段
        1.3.4 熔體打印成型的特點(diǎn)
    1.4 課題主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
2 FDM型打印平臺(tái)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    2.1 熔融擠出式打印機(jī)總體設(shè)計(jì)
        2.1.1 FDM型3D打印工作原理
        2.1.2 FDM3D打印機(jī)構(gòu)的組成
    2.2 整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        2.2.1 打印機(jī)框架設(shè)計(jì)
        2.2.2 打印平臺(tái)的設(shè)計(jì)
        2.2.3 打印機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)
    2.3 送料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    2.4 擠出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        2.4.1 噴嘴的設(shè)計(jì)
        2.4.2 加熱模塊的設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
3 內(nèi)置加熱效果的仿真分析
    3.1 Workbench軟件
    3.2 穩(wěn)態(tài)熱仿真
        3.2.1 理論分析
        3.2.2 仿真分析
    3.3 本章小結(jié)
4 機(jī)械結(jié)構(gòu)性能的仿真分析
    4.1 靜力學(xué)分析
        4.1.1 建模及網(wǎng)格劃分
        4.1.2 邊界條件
        4.1.3 仿真分析結(jié)果
    4.2 模態(tài)分析
        4.2.1 模型建立
        4.2.2 仿真結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
5 噴頭的優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿真
    5.1 POLYFLOW軟件
    5.2 噴頭幾何模型
    5.3 數(shù)學(xué)模型
    5.4 網(wǎng)格和邊界條件
    5.5 仿真分析結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
6 自建平臺(tái)打印效果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.1 打印平臺(tái)的硬件選取
    6.2 打印平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)
    6.3 打印機(jī)的自組裝及調(diào)試
        6.3.1 硬件的調(diào)試
        6.3.2 軟件的調(diào)試
        6.3.3 整機(jī)裝配
    6.4 打印機(jī)性能測(cè)試
        6.4.1 打印精度測(cè)試
        6.4.2 塑件強(qiáng)度測(cè)試
        6.4.3 本研究的推廣應(yīng)用
    6.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]塑成科技:專注國內(nèi)3D打印材料研發(fā)及應(yīng)用[J]. 丁雪.  新材料產(chǎn)業(yè). 2019(03)
[2]3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)的分析與對(duì)比[J]. 紀(jì)海峰.  農(nóng)機(jī)使用與維修. 2018(11)
[3]3D打印技術(shù)的發(fā)展和挑戰(zhàn)[J]. 李勇,巴發(fā)海,許鶴君.  理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè)). 2018(11)
[4]高度融合電機(jī)葉片泵的仿真分析[J]. 謝一兵,王守城,李志富,薛超旭.  液壓與氣動(dòng). 2018(10)
[5]工業(yè)級(jí)熔融沉積式3D打印材料研究[J]. 趙欣悅.  黑龍江科學(xué). 2018(16)
[6]選擇性激光燒結(jié)成型材料研究現(xiàn)狀及展望[J]. 汪飛,李克,曹傳亮,周澤全.  鑄造技術(shù). 2017(06)
[7]FDM技術(shù)制備高分子復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 孔甜甜,闞鑫禹,薛平,賈明印.  塑料工業(yè). 2017(03)
[8]熔融沉積成型技術(shù)在藥物制劑中的應(yīng)用[J]. 柴旭煜,柴鴻宇,楊晶晶,陶濤.  中國醫(yī)藥工業(yè)雜志. 2016(12)
[9]國內(nèi)增材制造（3D打�。┘夹g(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與研究趨勢(shì)[J]. 伏欣.  中國高新技術(shù)企業(yè). 2016(24)
[10]3D打印材料應(yīng)用和研究現(xiàn)狀[J]. 王延慶,沈競興,吳海全.  航空材料學(xué)報(bào). 2016(04)

博士論文
[1]熔融沉積成型有限元模擬與工藝優(yōu)化研究[D]. 紀(jì)良波.南昌大學(xué) 2011

碩士論文
[1]熔融沉積成型3D打印中翹曲變形的仿真分析與狀態(tài)識(shí)別方法研究[D]. 申玄偉.浙江大學(xué) 2018
[2]個(gè)人級(jí)桌面式3D打印機(jī)的研究[D]. 范錕.東華大學(xué) 2015
[3]基于3D打印的個(gè)性化定制平臺(tái)交互設(shè)計(jì)研究[D]. 高弋涵.西南科技大學(xué) 2015
[4]基于FDM技術(shù)3D打印機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張自強(qiáng).長春工業(yè)大學(xué) 2015
[5]小型3D打印技術(shù)研究[D]. 郭遵站.長春理工大學(xué) 2014
[6]FDM快速成型過程熔體及噴頭的研究[D]. 黃江.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2014
[7]FDM快速成型機(jī)溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬仿真[D]. 高金嶺.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[8]3D打印噴頭的溫度分析及控制策略研究[D]. 王柏通.湖南師范大學(xué) 2014
[9]步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 孫立中.東北石油大學(xué) 2010
[10]熔融沉積快速成型精度及工藝研究[D]. 張媛.大連理工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3186931