近年來,3D打印技術(shù)迅猛發(fā)展,已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。相似模擬作為一種重要的科研方法,在巖土工程、采礦工程、石油鉆采地層模擬中起著關(guān)鍵作用,傳統(tǒng)的相似模擬砂型的制備方法已經(jīng)無法滿足科研需求,將3D打印技術(shù)與模擬砂型制作相結(jié)合成為一種新的研究方向。本文研究了一種適用于相似砂型打印的3D打印系統(tǒng),利用該系統(tǒng)能夠獲得實驗研究的相似模擬砂型,為砂型試樣的相似模擬研究奠定理論和提供實踐基礎(chǔ)。本文完成了模擬砂箱3D打印裝置的設(shè)計和研究工作,其中包括打印裝置硬件、軟件系統(tǒng)的設(shè)計與分析,整機機械結(jié)構(gòu)模型的建立與分析,以及最終試驗樣機的搭建和相關(guān)實驗。首先,本文設(shè)計了模擬砂箱3D打印機的總體方案,包括打印機的工作原理、硬件系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計,并對無線通訊解碼和基于編碼器的閉環(huán)控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計分析。同時,在對打印裝置的各模塊機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行原理分析、元件選型和機構(gòu)設(shè)計后,運用Solid Works三維設(shè)計軟件建立模型。在此基礎(chǔ)上,運用有限元分析軟件、機械動力學(xué)與運動學(xué)軟件對所設(shè)計的虛擬樣機進(jìn)行仿真,包括靜力學(xué)仿真、軌跡規(guī)劃和振動分析。本文還設(shè)計了正交試驗,對打印材料的凝結(jié)時間進(jìn)行實驗研究,得到不... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

D打印生物學(xué)臨床應(yīng)用：(a)

第1章緒論-2-(a)(b)圖1.13D打印生物學(xué)臨床應(yīng)用：(a)3D打印氣管支架；(b)3D打印假肢Fig.1.13Dprintingclinicalapplicationofbiology:(a)3Dprintingtrachealstent;(b)3Dprintingprosthesis1.2.23D打印原理及工藝與傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)相比，3D打印技術(shù)基于離散性和堆積性原理，經(jīng)過原材料的逐層堆疊來實現(xiàn)三維實體制造。打印裝置使用計算機將需要進(jìn)行打印部件的3D模型分割為具有厚度的一系列“切片”，并且3D打印裝置由下至上打印每個“切片”，最后，通過逐漸疊加輸出三維實體部件[7]。該制造技術(shù)消除了對傳統(tǒng)加工工具或模具的依賴，使得能夠制造傳統(tǒng)工藝很難加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件，極大程度簡化了生產(chǎn)工藝并縮短了制造周期。從廣義上說，完整的3D過程打印包括以下五個步驟[8]，如圖1.2所示。圖1.23D打印流程Fig.1.23Dprintingclinicalapplicationofbiology（1）3D模型生成。一般使用三維設(shè)計軟件進(jìn)行三維模型建立，常用的軟件有Creo、UG、SolidWorks等。還可以使用諸如激光掃描儀，結(jié)構(gòu)光掃描儀等的三維掃描裝置來獲取并生成3D模型；

第1章緒論-2-(a)(b)圖1.13D打印生物學(xué)臨床應(yīng)用：(a)3D打印氣管支架；(b)3D打印假肢Fig.1.13Dprintingclinicalapplicationofbiology:(a)3Dprintingtrachealstent;(b)3Dprintingprosthesis1.2.23D打印原理及工藝與傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)相比，3D打印技術(shù)基于離散性和堆積性原理，經(jīng)過原材料的逐層堆疊來實現(xiàn)三維實體制造。打印裝置使用計算機將需要進(jìn)行打印部件的3D模型分割為具有厚度的一系列“切片”，并且3D打印裝置由下至上打印每個“切片”，最后，通過逐漸疊加輸出三維實體部件[7]。該制造技術(shù)消除了對傳統(tǒng)加工工具或模具的依賴，使得能夠制造傳統(tǒng)工藝很難加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件，極大程度簡化了生產(chǎn)工藝并縮短了制造周期。從廣義上說，完整的3D過程打印包括以下五個步驟[8]，如圖1.2所示。圖1.23D打印流程Fig.1.23Dprintingclinicalapplicationofbiology（1）3D模型生成。一般使用三維設(shè)計軟件進(jìn)行三維模型建立，常用的軟件有Creo、UG、SolidWorks等。還可以使用諸如激光掃描儀，結(jié)構(gòu)光掃描儀等的三維掃描裝置來獲取并生成3D模型；

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]基于DELTA機構(gòu)三自由度并聯(lián)數(shù)控實驗臺基礎(chǔ)技術(shù)研究[D]. 薛永紅.河北工業(yè)大學(xué) 2011
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[5]人體下肢外骨骼工作機理研究[D]. 趙彥峻.南京理工大學(xué) 2006



本文編號：3519230