輕量化運(yùn)動(dòng)鞋因具有輕便、舒適、透氣、優(yōu)良的緩震性能等諸多優(yōu)點(diǎn)受到消費(fèi)者青睞,具有巨大的市場(chǎng)前景,而當(dāng)前出現(xiàn)的輕量化運(yùn)動(dòng)鞋由于針對(duì)性不足、產(chǎn)品過(guò)少、價(jià)格昂貴等問(wèn)題,難以大規(guī)模的進(jìn)入市場(chǎng)。本文從運(yùn)動(dòng)鞋的輕量化出發(fā),考慮到鞋底不同區(qū)域的差異和個(gè)性化定制,重新設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)鞋中底結(jié)構(gòu),再結(jié)合3D打印技術(shù),成功制備了成本低,性能優(yōu)良的輕量化運(yùn)動(dòng)鞋中底,并用模擬仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)的合理性和可行性。本文首先對(duì)3D打印輕量化運(yùn)動(dòng)鞋的市場(chǎng)前景進(jìn)行分析,詳細(xì)比對(duì)了3D打印輕量化運(yùn)動(dòng)鞋與傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鞋的優(yōu)劣勢(shì),綜合分析了3D打印技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)動(dòng)鞋未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模對(duì)3D打印輕量化運(yùn)動(dòng)鞋未來(lái)發(fā)展的促進(jìn)作用。之后通過(guò)對(duì)輕量化結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀研究、3D打印多孔結(jié)構(gòu)性能研究和當(dāng)前3D打印運(yùn)動(dòng)鞋的現(xiàn)狀分析,得出3D打印輕量化運(yùn)動(dòng)鞋的鞋底不同區(qū)域需進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)和個(gè)性化定制。依據(jù)不同區(qū)域在不同步態(tài)下的差異,制定了不同區(qū)域的設(shè)計(jì)要求和指標(biāo)。探究了3D打印運(yùn)動(dòng)鞋的工藝,包括打印方式、材料及打印參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)輕量化,對(duì)鞋中底進(jìn)行整體設(shè)計(jì),包括區(qū)域劃分、鏈接方式、區(qū)域內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式等。通過(guò)建立BCC結(jié)構(gòu)單元力學(xué)模型,運(yùn)用模擬仿真得出了結(jié)構(gòu)參數(shù)的... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光固化成型工藝打印原理

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-2-因可制備復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)，3D打印技術(shù)已經(jīng)在航空航天、機(jī)械制造、醫(yī)療器械、模具和工藝品生產(chǎn)等行業(yè)進(jìn)行應(yīng)用，并且展現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景[5]，圖1-2為3D打印技術(shù)的應(yīng)用。圖1-23D打印技術(shù)的應(yīng)用3D打印技術(shù)被稱(chēng)為“最有前景的新興技術(shù)”，關(guān)注度與日俱增，其主要原因是由于該技術(shù)擁有的一體成型的優(yōu)勢(shì)，可直接打印模型文件。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的直接快速成型，縮短傳統(tǒng)的鑄造和鍛造成型的工藝環(huán)節(jié)，減少工藝消耗，節(jié)省大量人力物力[6]。在航空航天等行業(yè)的復(fù)雜精密零件制造中，3D打印具有巨大的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)單件試制以及小批量生產(chǎn)，使其生產(chǎn)成本大幅下降，并且可快速滿(mǎn)足需求。同時(shí)，也能滿(mǎn)足新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)及小批量產(chǎn)品的問(wèn)世，例如，現(xiàn)在桌面級(jí)別打印機(jī)的應(yīng)用，可以使設(shè)計(jì)師快速的打印出想要的零件，并依據(jù)打印的零件對(duì)設(shè)計(jì)做出調(diào)整，能夠減少研發(fā)時(shí)間，節(jié)省研發(fā)成本，最快的實(shí)現(xiàn)效益的最大化。1.1.1.23D打印技術(shù)目前存在的問(wèn)題拋開(kāi)3D打印技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，這種新興技術(shù)也存在一些制約其發(fā)展的問(wèn)題。要使3D打印技術(shù)真正能與傳統(tǒng)制造方法的呈分庭抗禮之勢(shì)，必須解決以下幾個(gè)主要問(wèn)題，主要包括材料的多元化、打印速度、打印精度等。（1）材料材料是制約3D打印技術(shù)發(fā)展的主要因素之一，包括種類(lèi)和價(jià)格兩部分。常用3D打印材料主要包括金屬和非金屬兩大類(lèi)，現(xiàn)如今使用的金屬材料主要為鈦粉及鈦合金、工具鋼、馬氏鋼、不銹鋼、鋁合金、鎳基合金等，非金屬材料主要有PLA（聚乳酸）、ABS（改性聚苯乙烯塑料）、尼龍、TPU（熱塑性聚氨酯）、光敏樹(shù)脂、陶瓷等。圖1-3為幾種常見(jiàn)的3D打印材料。表1-1為3D打印技術(shù)所對(duì)應(yīng)的打印材料匯總。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-圖1-3幾種常用的打印材料表1-13D打印技術(shù)及材料匯總[7]類(lèi)型累積技術(shù)基本材料擠壓FusedDepositionModeling熱塑性塑料、共晶系統(tǒng)金屬、可食用食材粒狀ElectronBeamMelting鈦合金Selectivelasermelting鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼、鋁SelectiveHeatSintering熱塑性粉末SelectiveLaserSintering熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末線(xiàn)ElectronBeamFreeformfabrication幾乎任何合金粉末層噴頭3D打印Plaster-based3DPrinting石膏層壓LaminatedObjectManufacturing紙、金屬膜、塑料薄膜光固化成型StereoLithographyAppearance光敏樹(shù)脂DigitalLightprocession光敏樹(shù)脂3D打印材料相對(duì)于傳統(tǒng)制造工藝，還是相對(duì)較少。打印不同材料時(shí)，不僅要考慮打印機(jī)的參數(shù)，而且還要考慮材料自身的特性，包括物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)以及機(jī)械性能等因素�，F(xiàn)階段所能使用的打印材料相對(duì)于傳統(tǒng)制造工藝均需進(jìn)行處理，使其能夠滿(mǎn)足打印機(jī)的使用要求，因此提高了材料的價(jià)格，比如對(duì)于鈦粉來(lái)說(shuō)，需將其顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐�。�?duì)于非金屬材料來(lái)說(shuō)，現(xiàn)使用的部分光

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向增材制造的索桿結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 趙陽(yáng),陳敏超,王震.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2019(03)
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碩士論文
[1]基于Voronoi圖的3D打印輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究[D]. 涂傳連.浙江大學(xué) 2019
[2]基于FDM的TPU材料鞋底3D打印工藝研究[D]. 謝艱.蘇州大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3111365