本文在對(duì)分層實(shí)體制造技術(shù)(Laminated Object Manufacturing,LOM)的研究與分析基礎(chǔ)上,結(jié)合激光切割快速成型的優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)一臺(tái)以單板作為成型材料的層積成型試驗(yàn)機(jī);該試驗(yàn)機(jī)集激光切割、涂膠、熱壓等多個(gè)工序于一體,可用于加工鑄造用木模、汽車內(nèi)飾木殼、異形木質(zhì)工件等產(chǎn)品,為木制品加工領(lǐng)域提供了一種新的加工方式。對(duì)LOM成型技術(shù)中的激光切割工藝進(jìn)行分析,為保證激光切割后的工件輪廓尺寸精度,對(duì)激光切割單板時(shí)的工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,得到激光輸出功率與進(jìn)給速度間的匹配關(guān)系;利用有限元軟件擬單板的切口狀況;然后用YAG脈沖式固體激光器對(duì)薄木進(jìn)行切割試驗(yàn)驗(yàn)證;為成型試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)及加工調(diào)試提供理論依據(jù)。通過對(duì)LOM成型工藝的分析,確定單板層積成型試驗(yàn)機(jī)的工藝流程;結(jié)合設(shè)備的總體布局要求和傳動(dòng)方式,確定了由機(jī)架、激光切割系統(tǒng)、進(jìn)料輥筒組件、涂膠組件、熱壓組件、升降平臺(tái)組件等組成的整機(jī)設(shè)計(jì)方案。對(duì)設(shè)備中各組成機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),確定相關(guān)技術(shù)參數(shù),利用SolidWorks工程軟件對(duì)單板層積成型試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行三維建模、裝配。運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)單板層積成型試驗(yàn)機(jī)的升降臺(tái)組件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,分析驅(qū)動(dòng)鉸接點(diǎn)的速度與升降臺(tái)面速度之間的關(guān)系;運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)升降臺(tái)組件進(jìn)行靜力學(xué)分析,得到應(yīng)力和應(yīng)變?cè)茍D,校核其強(qiáng)度和剛度,驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。設(shè)計(jì)單板層積成型試驗(yàn)機(jī)的控制系統(tǒng),根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,結(jié)合設(shè)備的加工流程和要求設(shè)計(jì)電氣原理圖、完成電氣元件的選擇等,此外還設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)程序以及控制界面,使單板層積成型試驗(yàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
【學(xué)位單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TS64
【部分圖文】：

■逡逑＿邋■邋Ｉ邋一一邋ｌ？逡逑圖１－２邋ＳＬＡ技術(shù)工作原理圖邐圖１－３邋ＳＬＡ－２５０光固化快速成型機(jī)逡逑光固化快速成型技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其是在產(chǎn)品開發(fā)過程中，難以用傳統(tǒng)逡逑加工工藝制作的形狀復(fù)雜的零部件都可以在光固化成型機(jī)上來完成制作。成型的工件精逡逑度較高、表面質(zhì)量較好，但是成型所采用的原材料液態(tài)樹脂較為昂貴，因此成本較高。逡逑１．２．２薄層材料分層實(shí)體制造技術(shù)（ＬＯＭ）逡逑分層實(shí)體制造技術(shù)（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ邋Ｏｂｊｅｃｔ邋Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ＬＯＭ），又稱為薄層材料選逡逑擇性切割技術(shù)，是目前應(yīng)用較為成熟的快速成型技術(shù)之一；１９８４年Ｍｉｃｈａｅｌ邋Ｆｅｙｇｉｎ提逡逑出了分層實(shí)體制造的方法，并于１９８５年組建Ｈｅｌｉｓｙｓ公司，圖１－５所示為美國(guó)Ｈｅｌｉｓｙｓ逡逑公司生產(chǎn)的ＬＯＭ－１０５０型分層實(shí)體制造成型機(jī)，該方法和設(shè)備自問世以來，得到迅速發(fā)逡逑展，目前世界上己有１００多套設(shè)備投入使用。除了制造模具、模型外，還可以直接制造逡逑結(jié)構(gòu)件或功能件

一■逡逑＿邋■邋Ｉ邋一一邋ｌ？逡逑圖１－２邋ＳＬＡ技術(shù)工作原理圖邐圖１－３邋ＳＬＡ－２５０光固化快速成型機(jī)逡逑光固化快速成型技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其是在產(chǎn)品開發(fā)過程中，難以用傳統(tǒng)逡逑加工工藝制作的形狀復(fù)雜的零部件都可以在光固化成型機(jī)上來完成制作。成型的工件精逡逑度較高、表面質(zhì)量較好，但是成型所采用的原材料液態(tài)樹脂較為昂貴，因此成本較高。逡逑１．２．２薄層材料分層實(shí)體制造技術(shù)（ＬＯＭ）逡逑分層實(shí)體制造技術(shù)（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ邋Ｏｂｊｅｃｔ邋Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ＬＯＭ），又稱為薄層材料選逡逑擇性切割技術(shù)，是目前應(yīng)用較為成熟的快速成型技術(shù)之一；１９８４年Ｍｉｃｈａｅｌ邋Ｆｅｙｇｉｎ提逡逑出了分層實(shí)體制造的方法，并于１９８５年組建Ｈｅｌｉｓｙｓ公司，圖１－５所示為美國(guó)Ｈｅｌｉｓｙｓ逡逑公司生產(chǎn)的ＬＯＭ－１０５０型分層實(shí)體制造成型機(jī)，該方法和設(shè)備自問世以來，得到迅速發(fā)逡逑展，目前世界上己有１００多套設(shè)備投入使用。除了制造模具、模型外，還可以直接制造逡逑結(jié)構(gòu)件或功能件

邐＾逡逑圖１－４邋ＬＯＭ成型技術(shù)工作原理圖邐圖１－５邋ＬＯＭ－１０１５型快速成型機(jī)逡逑本文將在后續(xù)章節(jié)著重介紹ＬＯＭ成型原理及基于此工藝的單板成型試驗(yàn)機(jī)的設(shè)逡逑計(jì)。逡逑１．２．３選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（ＳＬＳ）逡逑選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ邋Ｌａｓｅｒ邋Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ＳＬＳ），又稱為選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)，逡逑其思想最初由Ｔｅｘａｓ大學(xué)Ａｕｓｔｉｎ分校的Ｄｅｃｋａｒｄ于１９８６年提出，隨后ＤＴＭ、德國(guó)的逡逑ＥＯＳ邋ＧｍｂＨ公司先后推出了基于ＳＬＳ成型技術(shù)的快速成型設(shè)備；圖１－７所示為基于ＳＬＳ逡逑成型技術(shù)的激光燒結(jié)快速成型機(jī)。目前研究激光選擇性燒結(jié)工藝除了美國(guó)的ＤＴＭ、德逡逑國(guó)的ＥＯＳ邋ＧｍｂＨ公司外，還有國(guó)內(nèi)的北京隆源公司，南京航空航天大學(xué)和華中科技大逡逑學(xué)等；選擇性激光燒結(jié)設(shè)備主要有ＤＴＭ公司的Ｓｉｎｔｅｒｓｔａｔｉｏｎ和ＥＯＳ邋ＧｍｂＨ的ＥＯＳＳＩＮＴ逡逑系列產(chǎn)品。燒結(jié)所用的材料均為粉末狀材料，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研制成功并投入應(yīng)用的ＳＬＳ材逡逑料主要有高分子材料粉末（尼龍、聚碳酸酯、聚苯乙烯等）、蠟粉、金屬粉、陶瓷粉末逡逑等［２２］。逡逑選擇性激光燒結(jié)的工作原理如圖１－６所示，用紅外線板將粉末材料加熱至恰好低于逡逑燒結(jié)點(diǎn)的某一溫度，計(jì)算機(jī)發(fā)出控制指令使激光器按工件的截面輪廓形狀掃描平臺(tái)上的逡逑粉末材料，粉末材料受熱后熔化形成一層截面輪廓；之后工作臺(tái)下降一個(gè)層厚，鋪料裝逡逑置再次均勻地將粉末材料鋪裝在前一個(gè)燒結(jié)層上

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 薛文彬;袁丹;;薄材疊層制造(LOM)型快速成型機(jī)在小型零件加工中的運(yùn)用[J];電子制作;2013年19期

2 段慧文;;剪叉機(jī)構(gòu)計(jì)算與虛位移原理[J];演藝科技;2012年05期

3 王英博;;快速成型后處理綜述[J];中國(guó)教育技術(shù)裝備;2011年24期

4 孫光旭;袁端才;;液壓剪叉式升降臺(tái)的動(dòng)力學(xué)仿真[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2010年11期

5 劉月忠;;先進(jìn)電氣控制技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用[J];硅谷;2010年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 李晉哲;木材激光加工質(zhì)量的微觀分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2016年

2 于冬梅;LOM（分層實(shí)體制造）快速成型設(shè)備研究與設(shè)計(jì)[D];河北科技大學(xué);2011年

3 崔坤鵬;基于快速原型技術(shù)的下頜骨修復(fù)及生物力學(xué)分析[D];東北大學(xué);2010年

4 趙靜;木質(zhì)材料激光雕刻加工技術(shù)的研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2007年

5 左紅艷;薄材疊層快速成型件精度影響因素及應(yīng)用研究[D];昆明理工大學(xué);2006年

6 劉利;光固化快速成型制件的精度研究[D];大連理工大學(xué);2005年

7 唐明勝;LOM工藝參數(shù)匹配控制系統(tǒng)研究[D];華僑大學(xué);2001年

本文編號(hào)：2825031