桌面快速成型系统MEM200的系统设计

桌面快速成型系统MEM200的系统设计

一、桌面型快速成形系统MEM200系统设计(论文文献综述)

黄宁桂[1](2020)在《激光选区熔化/CNC增减材复合制造装备设计与工艺初步研究》文中指出增材制造技术作为先进的制造技术,它的出现推动了传统制造模式的改变,使面向制造的设计逐步转变为了面向功能的制造。随着增材制造技术的规模化和产业化,成形零件的尺寸精度低,表面光洁度差,以及悬垂结构和随形流道内部表面难以加工等问题越来越突出,这极大地限制了增材制造技术在航空、航天、汽车、模具等领域地进一步发展。激光选区熔化/CNC增减材复合制造技术是在激光选区熔化工艺的基础上引入CNC减材工艺,实现两种工艺在同一装备上的集成。其不仅具有激光选区熔化技术的材料利用率高,易于成形复杂结构件的优点,还兼顾了CNC减材技术的高精度,高表面质量等优点,为复杂高精密零件的制造提供了新的思路。为了扩大增材制造技术,尤其是激光选区熔化技术的应用领域,研究以激光选区熔化/CNC增减材复合制造工艺过程为核心的装备设计方案有着重要的意义。为此本文从其工艺原理出发,研究并设计了相应的制造装备。主要工作如下:(1)基于对激光选区熔化/CNC增减材复合制造工艺过程的分析,本文得到了装备的子系统和工艺过程的关系,为装备的开发提供模块化的设计思路。将装备的机械系统分为五个子系统:铺粉系统、激光扫描系统、CNC铣削系统、成形平台升降系统和辅助系统。针对各个子系统的功能提出多种技术实现方案。(2)对激光扫描系统进行了原理分析,完成了激光器的选型和光路传输系统的方案制定,并根据制定的激光扫描系统设计了可调平的光学承载平台;设计了一款送粉-铺粉组合式的双向铺粉系统,实现了精确落粉,提高了铺粉效率。并且为了减小工作腔室的占用空间,设计了一款简便的溢粉回收装置;通过对不同缸体和传动方式的比较分析,设计了安全可靠的成形平台升降装置;从除氧方案选择、循环过滤系统设计和氧含量监测方法设计三方面来完成了气体保护系统设计。(3)根据CNC铣削机床的实际工作要求确定了机床的主要技术参数,并完成了机床的总体方案设计。对机床的主要部件进行相应的选型设计,包括滚珠丝杆、伺服电机的选型设计以及其他关键部件的设计。(4)最后,完成了样机的铺粉和供粉速度的标定。同时在参数优化后的样机上进行了打印实验,对打印的样品进行了相对理论密度和表面粗糙度的测量。

高善平[2](2020)在《FDM快速成型的多工艺参数优化及其在摩托车下插头的应用研究》文中指出随着数字化设计技术和材料科学技术的发展,3D打印技术逐步被广泛应用,FDM熔融堆积成型作为3D打印技术的主要成型工艺,最先被用于工业产品的制造、新产品开发的试制与调试以及工艺品的制造等领域,其快速实现了新产品试制中的测试及修改,大大节省了产品的开发时间,从而降低了新产品的研发成本。目前,受到材料性能的影响,FDM成型件的机械性能未能完全代替传统产品制件,使用者对其机械性能要求不高,但是成型精度受到广泛用户的重视。因此,如何获得一套稳定的工艺方案是3D打印成型工艺实现“3D快速制造”的关键技术之一。主要工艺参数对制件的表面粗糙度和尺寸精度影响的理论研究。运用经验法和试验方法确定层厚、扫描速度、打印温度、填充率为影响粗糙度和尺寸精度的主要工艺参数。本文选取以上四个参数从制件的表面粗糙度、尺寸精度等方面进行研究。根据成型过程中出现的阶梯效应,利用轮廓算术平均偏差作为评价指标,推导FDM成型表面粗糙度的数学表达式,绘制出成型角度、层厚与成型件表面粗糙度的关系曲线,分析了单因素对成型件表面粗糙度的影响规律,并通过试验验证其合理性;系统分析FDM成型的全过程,从成型原理出发,探索成型丝材在实物丝宽与数据模型轨迹宽度的差异性,提出和构建变动误差补偿的丝宽截面模型。从理想状况出发,分析丝宽对成型精度的影响,通过试验验证其合理性,并在此基础上考虑其与成型过程中丝材的收缩变形的交叉影响,提出变动误差补偿的数学模型,研究不同成型角度对成型件尺寸精度的影响规律,为后续多工艺参数的优化提供理论依据;主要工艺参数对FDM成型精度影响的实验研究。选取层厚、扫描速度、打印温度、填充率等主要工艺参数作为控制因子,运用田口理论进行试验研究,对单一尺寸进行极差、方差及回归分析,获得单尺寸目标下的最佳工艺参数组合以及影响因子的显着程度,并推导出单个尺寸误差的回归方程,通过预测值与真实值的对比分析验证其合理性;基于灰系田口方法的三尺寸试验研究与规划。对水平线性尺寸、竖直线性尺寸和圆弧尺寸进行灰关联度分析,并对灰关联度进行均值、方差以及回归分析,获得多尺寸目标下的最佳工艺参数组合及影响因子的显着程度,推导S/N比灰度回归方程,通过比较分析验证其合理性,为后续的研究提出一套基于多工艺参数优化的成型工艺参数组合;FDM成型过程多工艺参数优化的应用研究。对某公司新设计的摩托车下插头进行工艺分析,结合以上研究理论完成下插头零件的FDM成型工艺规划与加工,从成型精度、成型成本和成型效率三方面对采用优化工艺参数组合与推荐参数成型的零件进行比较分析,采用FDM技术和规划进行样品的试制,显着提高了制件的尺寸精度和大幅度降低了制造成本。尺寸精度提高了26-50%,单件加工成本只为原制造成本的0.03-0.07%,单件加工时间仅为原来的33.3-44.5%。

陈延凯[3](2020)在《基于FDM技术3D打印机结构与工艺参数优化的研究》文中研究指明熔融沉积制造(Fused Deposition Modeling,FDM)技术,作为当下使用最广泛的一种增材制造技术,适用于制造个性化定制的产品以及一些刀具不能加工的复杂曲面零件。然而,目前FDM技术的进一步推广受限于成型设备打印精度低、制品表面质量差以及力学性能难以满足实际产品需求的缺陷。基于上述研究背景,本文选取Prusa-i3型和Inspire-S250型两种FDM型3D打印机作为研究对象,实际打印时发现Prusa-i3型3D打印机存在结构振动明显,喷嘴运行不平稳的缺陷,而Inspire-S250型3D打印机用户可调控的工艺参数繁多,当参数设置不合理时发现制品易出现变形、移位甚至无法成型的问题。因此本文对Prusa-i3型和Inspire-S250型3D打印机分别进行机械结构和工艺参数优化的研究分析,以提高FDM型3D打印机的成型精度和市场价值,改善成型制品的表面质量及力学性能。对于Prusa-i3型3D打印机机械结构优化设计的研究,首先利用UG软件建立了Prusa-i3型3D打印机的三维模型,其次通过利用有限元模态分析的方法对Prusa-13打印机整体结构前6阶模态进行求解得到各阶模态的固有频率及振动响应特性,结果显示前6阶固有频率为46.495-109.56Hz,各阶模态的振型表明打印机框架立柱以及X轴组件在振动激励下易产生倾斜及弯曲变形,刚度差,影响3D打印机结构运行的稳定性。基于有限元模态分析的结论,优化了打印机整体框架及X轴组件的结构设计,最后通过打印实验以及测量打印时喷头振动加速度进一步分析验证,实验结果证明:结构优化后的喷头振动加速度量值明显减小且平稳变化,避免了原结构运行时送料或回抽不平稳造成的尖峰值的出现,结构稳定性和抗振性提高;打印的直齿轮和空心圆柱试样测得表面粗糙度值分别为10.863μm、12.691μm,较结构优化前的制品表面粗糙度测得值19.275μm、20.198μm分别降低了 8.412μm、7.507μm,表面光洁度、竖直方向的层状条纹等成型质量有了一定程度的改善。对于Inspire-S250型3D打印机工艺参数优化的研究,选用正交试验设计的方案探讨了分层厚度、扫描次数、填充间隔以及成型室温度对ABS制品表面粗糙度和拉伸强度的影响,通过对测量数据结果进行极差分析和方差估计,评估出各工艺参数对制品表面粗糙度和拉伸强度的影响顺序及显着性水平,给出了最优化工艺参数组合。实验结果表明:各工艺参数对制品表面粗糙度和拉伸强度的影响水平存在差异,其中表面质量影响强度为:分层厚度>成型室温度>填充间隔>扫描次数,且最优化参数组合为:成型室温度80℃;分层厚度0.17mm;填充间隔6;扫描次数2。拉伸性能影响强度为:分层厚度>填充间隔>扫描次数>成型室温度,且最优化参数组合为:成型室温度80℃;分层厚度0.30mm;填充间隔4;扫描次数4。本文的研究方法和结果为3D打印机机械结构稳定性差、工艺参数繁多且最佳工艺参数组合难以确定的问题提供了有效的解决方案,对于进一步研制结构稳定性强、成型质量高、工艺参数设定便捷的FDM成型设备具有一定的理论指导与工程应用的价值。

古乔榆[4](2019)在《蜡模3D打印机的设计与试验研究》文中指出3D打印成型技术是一项新兴的先进增材制造技术,现广泛应用于制造业的各个领域。快速铸造是快速成型技术与传统铸造技术相结合形成的一项技术,利用快速成型机打印出熔模铸造的蜡模并用于铸造,可以避免制造价格高昂的模具,大大地降低熔模铸造的成本,适合单件、小批量产品。因此开发一款低成本、高效率的蜡模3D打印机,实现消失模的快速制取非常有必要。对比SLA、SLS和FDM等快速成型工艺的特点,选择FDM作为蜡模3D打印机的成型工艺,打印材料选用石蜡颗粒。在传统FDM成型工艺原理的基础上,完成了气动熔融沉积蜡模3D打印机的机械系统方案设计。根据所设计机械方案完成结构设计,依据气动原理设计了用于挤出成型的喷头装置;通过成型运动要求和喷头受力情况,设计了X轴、Y轴、Z轴传动系统。应用Workbench软件对关键零部件进行了静力学分析,其强度满足需求;在静力学分析基础上根据拓补优化分析结果对所分析零部件提出合理的改进措施,改进后零部件实现了机器的轻量化。根据蜡模3D打印机的工作过程,设计打印机的控制方案,选用合适的硬件设备搭建控制系统。通过增量式PID算法完成温度控制算法,该算法温度波动小,能够迅速达到预设温度,满足温度控制的需求。依据正交设计原则设计多因素试验,通过试验明确各因素的主次顺序,得到最优工艺参数组合。通过对单因素进行验证试验,验证了正交试验结果的正确性。

孙薛[5](2019)在《3D打印新型外部支撑的设计与研究》文中进行了进一步梳理熔融沉积成型(Fused deposition modeling,简称FDM)是3D打印最常用的技术之一。该技术的主要特点是熔丝必须沉积在已有支撑上,因此支撑决定着整个被成型件的力学性能和表面质量。本文以提高成型件支撑面的表面质量为目标,运用正交实验法设计实验,使用平整度测量法测量实验试件的破损率,利用极差分析法中的因素趋势图得出综合目标最优工艺参数组合为A1B1C4D5,即喷嘴温度为190℃、运行速度为20mm/s、支撑间隔为20mm、散热风扇速度100%。在正交实验基础上,利用方差分析法得出四个工艺参数对被支撑面表面质量影响程度的大小顺序为D(散热风扇速度)>B(运行速度)>A(喷嘴温度)>C(支撑间隔),其中影响极为显着的是D(散热风扇速度)。通过实验验证优选后的工艺参数组合的准确性,优选后的工艺参数对于其他快速成型系统,工艺参数值的选择具有重要参考价值。通过对常见零部件的结构进行分析总结,得出了 10种典型模型,分别为悬吊面、悬吊边、悬臂结构、倾斜15°、倾斜30°、倾斜45°、凸柱面R、凸球面SR、凹柱面R、凹球面SR。总结出5种常见的支撑结构,分别为柱状支撑、直线支撑、树状支撑、十字壁板支撑和回形支撑。通过对支撑面优秀率、重量、耗时这三个因素进行实验,利用翻模硅胶测量法得出每个相应模型支撑面的优秀率,使用产品指标分析法建立度量重要性等级表,通过绘制直方图分析得出这十种典型模型进行3D打印时在壳体类部件和结构部件领域中更加适合的外部支撑类型。结论如下:悬吊面模型、十字壁板模型和倾斜15°模型无论是在壳体类部件还是结构部件成型中都适合线支撑。悬吊边模型在壳体类部件成型中适合十字壁板支撑,在结构部件中适合柱状支撑。倾斜30°模型在壳体类部件成型中适合柱状支撑,在结构部件中适合线支撑。倾斜45°模型在壳体类部件成型中适合十字壁板支撑,在结构部件中适合线支撑。凸柱面R模型在壳体类部件成型中适合树状支撑,在结构部件中适合线支撑。凸球面SR模型在壳体类部件成型中适合树状支撑,在结构部件中适合线支撑。凹柱面R模型在壳体类部件成型中适合线支撑,在结构部件中适合柱状支撑。凹球面R模型在壳体类部件成型中适合柱状支撑,在结构部件中适合柱状支撑。本文研究的结论应用到3D成型过程中,可进一步提高成型质量、工作效率和制件的适用率,对新产品研发中的模型制作质量的提高具有现实意义。

郭宇鹏[6](2017)在《FDM桌面型3D打印机的整体设计及成型工艺研究》文中研究表明为了解决传统制造业生产研发周期长、成本高以及难以成型复杂结构零件的问题,3D打印技术作为一种先进的制造技术应运而生。FDM技术作为该技术发展比较成熟的六大技术之一,具有结构简单、成本相对低廉、易普及、应用前景广泛等其他几种技术不可比拟的优势,因此发展FDM技术在设备、工艺方面的研究是必然要求。就目前发展情况而言,国内在FDM设备方面受到国外在技术和价格上的压制,整个设备的使用和维护成本较高,而且材料也受国外的牵制,形势峻迫。本课题从FDM型桌面型3D打印机的成本、便捷度、打印精度方面入手,自主研发低成本高效率高精度的升级版桌面型3D打印机,为后续实现更加高效便捷的市场化奠定基础,以期在一定程度上弥补国内FDM桌面型3D打印机的不足。通过比较国内外常见的桌面型3D打印机的整机结构、打印体积、三轴运动方式、打印精度以及喷头加热挤出设计方面的优劣,在Prusa i3桌面型3D打印机的三轴运动结构为基础上加以改进,最终确定了Y轴和Z轴复合运动加X轴的独立运动的设计方案。控制系统的主控板在现有开源的主控板的基础上开发出了一套性能更加稳定的新主控板,同时对于切片软件进行分析及设计,使整个3D打印机成为一个完整的体系。经过打印机整装调试,进行了多次打印试验操作确保了设计的3D打印机能够满足设计时的结构、稳定性等多方面的要求,打印实践证明桌面型3D打印机的整个研究设计是成功的。针对本题设计的桌面型3D打印机,研究了层厚、倾斜角及打印取向对打印件尺寸精度的影响规律,最后通过正交试验得出最佳工艺参数配置。

姜方明[7](2017)在《3D打印机结构对其外观影响因素的美学设计研究》文中研究表明3D打印是制造业有代表性的颠覆性技术,实现了制造从等材、减材到增材的重大转变,改变了传统制造的理念和模式,3D打印技术在全球制造业具有重要地位和重要价值。需要用新思想和新技术来促进中国的制造业,加快3D打印等新技术运用和制造,以个性化定制对接海量用户,以智能制造满足更广阔市场需要,以绿色生产赢得可持续发展未来。基于此,本文从3D打印技术发展现状、技术种类、家用3D打印机适用的机构及结构、3D打印机结构与外观设计的关系、设计美学造型的设计思想等方面对3D打印技术进行了系统梳理分析,提出行之有效和可行设计方案和美学设想具体如下。采用Kossel 800开源3D打印机和融合层形成技术理论作为机械本体的对象,通过其实验研究方法从零开始到设计原型、实验数据、结构分析、运动学分析、参数化调整和美学设计等进行系统研究。3D打印机的结构对其外观的影响,在工业设计过程中是探讨结构特征与其建模之间的关系,通过文献研究法和个案研究方法论证各种直接的内部结构与形状相关性和内部结构与模型外观之间的关系,最终指出了关键轮廓是表达形式的原型、构想和初衷。通过调查法对3D打印当前的发展及商用现状分析,最终确定了 3D打印技术在当前社会发展的地位、作用和意义,对家用环境方面的应用进行了详细地说明与探讨。通过其从无到有的自行设计,完成调试并联机构的3D打印机,分析其关键机构3D打印机的难点及易用化分析,使其更好的融入到生活的方方面面。使用经验法将所用于实验的数据进行归纳与分析,使之系统化、理论化,上升为经验,使3D打印生产化。对于3D打印实现非标件小规模生产的尝试成功,首次应用到家庭中,在家庭环境自我打印设备零配件成为可能,加大了3D打印的应用范围,拓宽了 3D打印的使用渠道。最终总结出家庭环境所适用到的最优调节参数以及创新高效的调平手段。外观采用创新型直观化人机交互模式,将传统的复杂的指示灯演变为通过颜色直观化识别的状态氛围灯设计,通过编程与调试设计出3D打印机通过变换不同颜色的RGB型LED氛围灯直观的反映出当前3D打印机的工作状态,方便用户操作使用,打破以往通过文字或者单色指示灯的人机交互模式,使其3D打印机更加人性化易用化。对当前3D打印机的结构进行了详细系统的剖析,结构与造型具有相关性,以结构引导造型、探究结构对造型的影响是本文的核心研究路线。通过大量案例分析法以及文献研究法,分析出结构与外观造型的辨证关系,最终完成3D打印的外观设计,使之呈现的3D打印机在实现基本功能的同时,兼具审美价值,,并为其后续的外观设计指明新的设计理念。

陈振[8](2016)在《低成本桌面化面曝光快速成形系统研究与开发》文中认为快速成形技术(Rapid Prototyping,简称RP)是一种基于离散/堆积原理的先进制造技术,该技术能快速将零件的CAD模型转换为实体原型,是产品研发阶段必不可少的重要技术。当前,低成本、桌面化快速成形系统已成为国内外快速成形领域的研究热点。所谓低成本,就是保证成形质量的前提下,将系统的硬件成本、软件开发成本降到最低;所谓桌面化,就是要求系统适合于家庭、办公应用,具有体积小、重量轻、速度快、噪音小等特点。作者在研究了多种快速成形系统的工艺特点之后,结合自身的设计经验和技术优势,选择面曝光快速成形工艺(Mask Projection Stereolithography,简称MPSLA)作为低成本桌面快速成形系统的成形工艺,结合桌面化快速成形系统的特点,以模块化设计思想完成了低成本桌面化面曝光快速成形系统的总体方案设计、结构布局设计和零部件设计。为了简化面曝光快速成形机的控制系统,降低面曝光快速成形机的成本,本文提出了一种基于开源硬件Raspberry Pi(树莓派)卡片电脑的面曝光快速成形机控制系统。该系统以Raspberry Pi为控制核心,以Linux为操作系统,通过Python编程控制,实现了对面曝光快速成形机的掩模图形投影控制和工作台运动控制;利用接入以太网的Raspberry Pi,实现了对面曝光快速成形机的远程登录、文件传输以及实时监控等。该控制系统大大减小了面曝光快速成形机的占用空间,降低了面曝光快速成形机的成本,且具备远程操作功能,有利于面曝光快速成形机进入大众市场。为了提高低成本桌面化面曝光快速成形系统的制作分辨率,制作出具有细微结构特征的小尺寸零件,本文提出了一种基于灰度变换处理的掩模图形优化方法。本文通过研究光照强度分布影响细微结构制作的机理,建立了掩模图形优化模型,采用几何启发式算法,在VC++6.0环境下进行位图灰度变换处理,改变了曝光平面的光照强度分布。通过试验得到掩模图形优化后制作的零件,其轮廓更加清晰、光滑,表明了该低成本桌面面曝光快速成形系统具备较高的制作分辨率。

冯凡彬[9](2015)在《彩色三维打印成型系统的设计开发》文中研究指明彩色三维打印成型技术是目前最具有生命力的快速成形技术之一,该技术能直接获得产品设计的彩色外观,不需要后处理,在消费领域、原型手板及教育行业较以往的单色三维打印成型制件有着巨大的优势。目前,市场上所出售的彩色三维打印成型设备全部都是国外公司开发研制的,设备价格较高,成型材料价格昂贵。定位于办公环境应用的的彩色三维打印成型系统,设备价格过高会限制其市场推广。因此,开展彩色三维打印成型技术的理论研究,设计开发出一套造价成本低,具有自主知识产权,基于喷射粘结材料的全彩色三维打印通用成型系统具有重大的市场价值。本文分析了彩色三维打印成型的工作基理,对各种微滴喷射技术进行了分析比较,为彩色三维打印成型系统的设计开发提供了理论依据。基于保证使用性能和降低设备硬件成本的思想,开发设计了彩色三维打印成型系统。使用本论文设计开发的彩色三维打印成型系统进行实物打印,打印效果良好,达到预期要求。本文对彩色三维打印成型系统的关键技术彩色切片算法进行了深入的研究,结合处理图形图像的色彩插值方法提出了三种适合于彩色三维打印成型的色彩添加算法;在对RGB和CMYK色彩显示理论深入研究的基础上,研究了RGB色彩模式转换为CMYK色彩模式的过程,为打印喷头所能识别的点阵数据提供了数据转换方法,解决了彩色三维打印过程中的色彩信息储存和添加的难题。

陈涵[10](2015)在《桌面式三维打印机控制系统的设计与优化》文中提出三维打印是一种增材制造技术已经在医学、电子、机械、航空等领域得到了广泛应用,同时桌面式三维打印机由于其成本低,体积小等优势也在办公,家庭等领域得到应用。但目前已有的桌面式三维打印机大部分是采用国外开源的系统作为控制系统,其在控制精度,数据处理能力,功能拓展等方面有所欠缺。因此,本文采用数字信号处理能力较强及功能模块较多的DSP来作为主芯片对桌面式三维打印机的控制系统进行设计与优化。整个控制系统以DSP芯片TMS320F2812作为主芯片,首先用SCI串口通讯实现了计算机与控制系统的通讯和对字符的转义。然后,利用DSP中事件管理器产生的PWM来控制步进电机驱动器,实现了对四个步进电机电机速度、位移、联动等控制。最后,利用DSP,温度采集器,加热装置组成的闭环系统并通过增量式PID算法来控制加热装置两端的电压实现对喷头的恒温控制。完成了对整个控制系统的设计后把系统放在搭建好的三维打印平台上进行测试和实验,确定其较为理想的恒温温度以及X,Y轴与送丝电机的速度匹配关系。实验表明恒温在240℃左右;X,Y轴速度为50mm/s,送丝电机速度为25mm/s时,整个系统运行良好且打印质量较好。

二、桌面型快速成形系统MEM200系统设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、桌面型快速成形系统MEM200系统设计(论文提纲范文)

(1)激光选区熔化/CNC增减材复合制造装备设计与工艺初步研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 激光增减材复合制造技术介绍
        1.2.1 激光增减材复合制造技术原理
        1.2.2 激光增减材复合制造技术特点
        1.2.3 激光增减材复合制造技术分类
    1.3 激光增减材复合制造技术国内外现状
        1.3.1 增减材复合制造技术的研究现状
        1.3.2 激光增减材复合制造装备研究现状
        1.3.3 激光增减材复合制造技术现存的问题
    1.4 本课题的来源与研究意义
    1.5 本课题的研究内容与章节安排
第2章 装备总体方案设计
    2.1 引言
    2.2 装备总体设计要求
        2.2.1 装备总体设计思路和流程
        2.2.2 装备机械系统总体布置设计
        2.2.3 机械系统的技术实现途径分析
    2.3 本章小结
第3章 激光增材制造部分设计
    3.1 激光扫描系统
        3.1.1. 激光器系统
        3.1.2 光路传输系统
        3.1.3 最终激光扫描系统方案
    3.2 铺粉系统
        3.2.1 送粉装置
        3.2.2 铺粉装置
        3.2.3 溢粉回收装置
    3.3 成形平台升降系统设计
    3.4 气氛保护系统
        3.4.1 气氛保护系统方案
    3.5 本章小结
第4章 CNC减材机床结构设计
    4.1 机床主要技术参数
    4.2 机床总体方案设计
    4.3 机床主要部件选型设计
        4.3.1 主轴系统选型
        4.3.2 进给系统的设计与校核
        4.3.3 其他部件选型
    4.4 本章小结
第5章 整机组装调试及工艺初步研究
    5.1 引言
    5.2 铺粉和供粉速度标定
    5.3 样件成形工艺实验和成形质量
        5.3.1 样件成形工艺实验
        5.3.2 样件成形质量
    5.4 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
指导教师对研究生学位论文的学术评语
学位论文答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果

(2)FDM快速成型的多工艺参数优化及其在摩托车下插头的应用研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景与意义
    1.2 FDM快速成型技术概述
        1.2.1 FDM快速成型的工作原理
        1.2.2 FDM快速成型的工作过程
        1.2.3 FDM快速成型工艺的特点
        1.2.4 FDM快速成型技术的发展
        1.2.5 FDM快速成型技术的应用
    1.3 摩托车零部件开发的过程
    1.4 课题来源、研究内容
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 研究内容
第2章 FDM熔融堆积成型质量的影响因素研究
    2.1 原理性误差
        2.1.1 CAD模型拟合成STL文件时的误差
        2.1.2 切片误差
        2.1.3 成型系统误差
    2.2 成型过程中的误差
        2.2.1 喷头直径以及丝宽非稳定性导致的误差
        2.2.2 材料收缩导致的误差
        2.2.3 工艺参数对成型质量的影响
    2.3 后处理过程的误差
    2.4 本章小结
第3章 主要工艺参数对成型件质量的影响研究
    3.1 成型件尺寸精度的试验研究
        3.1.1 丝宽对尺寸精度的影响及修正的丝宽补偿公式
        3.1.2 成型方向对尺寸精度的影响
    3.2 成型件表面质量的试验与分析
        3.2.1 阶梯误差及表面粗糙度模型
        3.2.2 试验设计
        3.2.3 试验结果分析
    3.3 加工参数对机械性能的影响
    3.4 本章小结
第4章 FDM成型件的尺寸精度工艺优化研究
    4.1 试验方法
        4.1.1 田口试验方法
        4.1.2 成型件尺寸精度的试验流程
    4.2 试验设计
        4.2.1 试样三维模型选择
        4.2.2 试验参数的选择
        4.2.3 正交试验的设计
        4.2.4 试验数据统计
    4.3 基于正交试验的单目标参数的优化与分析
        4.3.1 加工参数对尺寸精度的影响
        4.3.2 尺寸误差预测和补偿方程
    4.4 多目标优化下的成型工艺参数分析
        4.4.1 灰关联分析
        4.4.2 基于灰系田口方法的参数优化
    4.5 本章小结
第5章 摩托车下插头的FDM快速成型工艺规划
    5.1 下插头的工艺分析
    5.2 工艺方案的拟定
    5.3 成型后处理
    5.4 下插头多参数优化与对比分析
        5.4.1 成型精度与对比分析
        5.4.2 效率及成本分析与对比分析
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(3)基于FDM技术3D打印机结构与工艺参数优化的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
        1.1.1 FDM技术成型原理
        1.1.2 FDM技术的优势及应用
        1.1.3 FDM技术存在的缺陷及发展趋势
        1.1.4 课题研究的必要性
    1.2 FDM成型设备及技术国内外研究现状
        1.2.1 FDM成型设备的结构分类
        1.2.2 FDM技术国内外研究现状
        1.2.3 其他3D打印技术的介绍与比较
    1.3 研究内容
    1.4 本章小结
第2章 3D打印机结构分析的理论基础
    2.1 3D打印机的选取与建模
    2.2 有限元分析的理论依据
        2.2.1 有限元分析原理
        2.2.2 有限元分析软件
        2.2.3 有限元中的结构静力学与模态分析
    2.3 本章小结
第3章 3D打印机结构有限元分析与优化设计
    3.1 3D打印机有限元模型建立
        3.1.1 模型简化与导入
        3.1.2 材料属性设置
        3.1.3 接触部分处理
        3.1.4 网格划分
        3.1.5 边界及加载条件设置
    3.2 3D打印机结构模态分析
    3.3 关键部件分析与优化
    3.4 打印实验验证分析
    3.5 本章小结
第4章 3D打印机工艺参数选取与实验设计
    4.1 引言
    4.2 实验材料
    4.3 实验及测试设备
        4.3.1 FDM成型设备
        4.3.2 性能测试设备
    4.4 实验过程
        4.4.1 工艺参数选取
        4.4.2 正交试验设计
        4.4.3 试样制备
        4.4.4 试样检测
    4.5 本章小结
第5章 正交试验结果与分析
    5.1 表面粗糙度分析
    5.2 拉伸强度分析
    5.3 工艺参数优化分析结论
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目

(4)蜡模3D打印机的设计与试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题意义
    1.2 3D打印技术及其国内外发展现状
        1.2.1 3D打印技术
        1.2.2 基于FDM技术的国内外发展现状
    1.3 主要研究内容
第二章 蜡模3D打印机方案设计
    2.1 气动喷头方案设计
    2.2 三轴运动方式选择
    2.3 机械传动选择
    2.4 蜡模3D打印机整体方案设计
    2.5 本章小结
第三章 蜡模3D打印机结构设计
    3.1 气动喷头结构设计
        3.1.1 气动缸体设计
        3.1.2 喷头结构设计
    3.2 Z轴传动系统结构设计
    3.3 Y轴传动系统结构设计
    3.4 X轴传动系统结构设计
    3.5 关键零部件的有限元分析
        3.5.1 喷头托架分析
        3.5.2 X轴滑座分析
    3.6 本章小结
第四章 控制系统设计
    4.1 微控制器与运动模块硬件选型
        4.1.1 微控制器选型
        4.1.2 步进电机驱动器选型
    4.2 温度模块设计
        4.2.1 温度系统硬件选型
        4.2.2 温度控制算法设计
    4.3 本章小结
第五章 试验研究
    5.1 试验方案设计
        5.1.1 正交试验设计的原理
        5.1.2 正交试验设计流程
    5.2 试验数据分析
        5.2.1 试验数据采集及处理
        5.2.2 单因素验证试验
    5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢

(5)3D打印新型外部支撑的设计与研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状概述
        1.2.2 国内研究现状概述
    1.3 研究目的
    1.4 研究意义
    1.5 研究内容及流程
2 FDM成型件误差影响因素分析
    2.1 影响熔融沉积成型工艺精度的因素
    2.2 成型前处理产生的误差
        2.2.1 三维数字模型转化为指定格式对精度的影响
        2.2.2 分层处理对成型精度的影响
        2.2.3 支撑类型造成的表面误差
    2.3 成型加工过程中产生的误差
        2.3.1 机器误差
        2.3.2 熔融材料收缩变形产生的误差
        2.3.3 工艺参数设置引起的误差
    2.4 后处理产生的误差
    2.5 本章小结
3 FDM工艺参数对支撑面表面质量的多目标参数实验优选
    3.1 工艺参数优选实验设计
        3.1.1 实验设备和材料的选择
        3.1.2 实验试件设计
        3.1.3 实验工艺参数的选择
        3.1.4 正交实验设计
    3.2 基于平整度的支撑面表面质量分析
        3.2.1 平整度分析法
        3.2.2 实验结果分析
    3.3 基于正交实验极差分析的多目标参数优选
        3.3.1 正交实验极差分析法
        3.3.2 实验结果分析
    3.4 基于正交实验方差分析的工艺参数影响程度分析
        3.4.1 正交实验方差分析法
        3.4.2 成型工艺参数的影响程度
    3.5 实验验证
    3.6 本章小结
4 基于FDM外部支撑的实验设计与研究
    4.1 外部支撑优化实验设计
        4.1.1 FDM打印支撑结构的必要性
        4.1.2 实验试件设计
        4.1.3 外部支撑设计
        4.1.4 实验设计与分析
        4.1.5 翻模硅胶测量法
    4.2 基于产品指标的单目标参数优选
        4.2.1 产品指标分析法
        4.2.2 产品指标的建立
        4.2.3 实验结果分析
    4.3 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简介
致谢

(6)FDM桌面型3D打印机的整体设计及成型工艺研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 3D打印技术概述
    1.3 熔融沉积成型技术
        1.3.1 熔融沉积成型技术的基本原理和特点
        1.3.2 熔融沉积成型技术的材料及工艺
    1.4 国内外FDM设备的研究现状
        1.4.1 国外FDM设备的研究现状
        1.4.2 国内FDM设备的研究现状
    1.5 本课题的研究意义及主要研究内容
2. FDM桌面型 3D打印机机械系统设计
    2.1 常见的桌面型 3D打印机机械结构分析
        2.1.1 笛卡尔型
        2.1.2 Delta型
        2.1.3 机械结构分析比较
    2.2 外壳结构设计
        2.2.1 外壳设计思想
        2.2.2 外壳加工
    2.3 运动结构设计
        2.3.1 三轴设计方案
        2.3.2 X/Y轴传动设计
        2.3.3 Z轴传动设计
    2.4 喷头结构设计
        2.4.1 喷嘴结构设计
        2.4.2 喷头挤出设计
        2.4.3 喷头加热设计
    2.5 打印平台设计
    2.6 小结
3. FDM桌面型 3D打印机控制系统设计
    3.1 控制系统流程设计
    3.2 温控单元选型设计
        3.2.1 供热单元
        3.2.2 温度测控单元
    3.3 运动控制单元设计
        3.3.1 动力供给
        3.3.2 行程控制
    3.4 软件程序控制设计
        3.4.1 主控板开发
        3.4.2 Marlin固件烧录
        3.4.3 切片软件开发
    3.5 控制稳定性测验
        3.5.1 正常工作电流测试
        3.5.2 AC/DC电源的选用
    3.6 小结
4. 桌面型 3D打印机整机打印试验及工艺参数研究
    4.1 桌面型 3D打印机整机打印试验
        4.1.1 桌面型 3D打印机整机装配
        4.1.2 桌面型 3D打印机操作流程
    4.2 工艺参数对打印质量的影响
        4.2.1 打印层厚对打印件表面质量的影响
        4.2.2 打印取向对打印件表面质量的影响
    4.3 FDM桌面型 3D打印机成型工艺试验
        4.3.1 正交试验设计
        4.3.2 打印试样设计
        4.3.3 实验结果分析
    4.4 FDM桌面型 3D打印机打印实例
    4.5 小结
5. 总结
    5.1 工作总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(7)3D打印机结构对其外观影响因素的美学设计研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 本论文研究方法
    1.3 3D打印技术发展现状
        1.3.1 国外3D打印技术及其模具制造技术发展历史
        1.3.2 国外当前制造使用现状
        1.3.3 国内3D打印技术及其模具制造的发展历史
        1.3.4 国内发展现状
    1.4 当前3D打印技术发展
        1.4.1 3D打印技术的含义
        1.4.2 当前3D打印技术的研究价值
    1.5 本章小结
第二章 3D打印技术种类
    2.1 丝状熔融沉积快速成形系统(FDM)
        2.1.1 FDM快速成形的基本原理
        2.1.2 FDM快速成形的基本过程
        2.1.3 FDM快速成形的材料及其选择
        2.1.4 FDM快速成形的优缺点
    2.2 光固化快速成形系统(SLA)
        2.2.1 SLA快速成形原理
        2.2.2 SLA快速成形的基本过程
        2.2.3 SLA快速成形的特点
        2.2.4 SLA快速成形的优缺点
    2.3 粉末材料激光烧结快速成形系统(SLS)
        2.3.1 SLS快速成形原理
        2.3.2 SLS技术的优缺点
    2.4 本章小结
第三章 家用3D打印机适用的机构及结构设计
    3.1 桌面型3D打印机的发展趋势
    3.2 桌面型3D打印机的设计要求
    3.3 熔融沉积成型式3D打印机适用的机构
    3.4 主流3D打印机结构对比
        3.4.1 三角型结构
        3.4.2 矩形盒式结构
        3.4.3 矩形杆式结构
        3.4.4 三角塔式结构
        3.4.5 主流机构小结
    3.5 家用型3D打印机适用的机构
    3.6 并联臂机构的3D打印机搭建
        3.6.1 并联机构的发展
        3.6.2 并联机构的特点
        3.6.3 基于并联机构3D打印机的系统部分制作
        3.6.4 基于并联机构3D打印机的控制系统部分
        3.6.5 基于并联机构3D打印机的材料汇总及成本分析
        3.6.6 基于并联机构3D打印机的软件调试系统部分
        3.6.7 基于并联机构3D打印机的硬件调试系统部分
    3.7 本章小结
第四章 3D打印机结构与外观设计的关系分析
    4.1 外观服从于内部结构设计
    4.2 功能性引导外观设计方式
    4.3 外观迫使内部结构发生改变
        4.3.1 全定制化造型
        4.3.2 半定制化造型
    4.4 本章小结
第五章 美学造型的设计
    5.1 美学造型设计思想
        5.1.1 产品造型美学规律
        5.1.2 形式美法则对3D打印机造型影响因素
    5.2 美学交互设计思想
    5.3 结构设计引导造型设计
    5.4 美学设计过程
        5.4.1 以领先用户消费行为模型
        5.4.2 美学设计分析
    5.5 成果展示
    5.6 本章小结
第六章 结论
    6.1 论文的主要观点和成果
    6.2 展望
参考文献
作者简介
致谢

(8)低成本桌面化面曝光快速成形系统研究与开发(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 快速成形技术概述
        1.1.1 快速成形技术原理及特点
        1.1.2 快速成形技术的分类
    1.2 快速成形机发展现状及趋势
        1.2.1 工业化
        1.2.2 商业化
        1.2.3 桌面化
        1.2.4 开源化
        1.2.5 大众化
    1.3 课题背景、来源
        1.3.1 课题背景
        1.3.2 课题来源
    1.4 主要研究内容及意义
        1.4.1 课题研究内容
        1.4.2 课题意义
    1.5 本文章节安排
2 低成本桌面化面曝光快速成形系统总体设计
    2.1 系统设计要求及技术指标
    2.2 总体方案设计
        2.2.1 工艺选择
        2.2.2 系统构成需求
        2.2.3 系统功能分解
        2.2.4 涂覆系统方案
        2.2.5 升降工作台系统方案
        2.2.6 光学系统方案
        2.2.7 机架加工工艺
    2.3 光窗材料选择
        2.3.1 工作台表面处理
        2.3.2 光窗材料选择
        2.3.3 光窗贴膜处理
    2.4 快速成形机样机搭建
        2.4.1 Solid Works建模
        2.4.2 主控系统
        2.4.3 快速成形机样机搭建
    2.5 本章小结
3 面曝光快速成形控制系统的研究
    3.1 Raspberry Pi用于面曝光快速成形机控制系统的基础
    3.2 控制系统硬件组成
        3.2.1 升降工作台系统硬件组成
        3.2.2 掩模图形投影控制硬件系统组成
    3.3 成形监控软件设计
        3.3.1 基本工作流程
        3.3.2 编程开发环境
        3.3.3 控制实现方案
    3.4 远程控制
        3.4.1 VNC远程登录
        3.4.2 File Zilla文件远程传输
        3.4.3 Yeelink远程监控
    3.5 本章小结
4 面曝光快速成形系统掩模图形的优化研究
    4.1 光照强度分布影响细微结构特征制作的机理
    4.2 建立掩模图形优化模型
        4.2.1 掩模图形的亚像素化处理
        4.2.2 掩模图形优化模型
    4.3 图像处理的编程实现
        4.3.1 几何启发式算法
        4.3.2 建立图像处理专用类
        4.3.3 图像的灰度变换处理
    4.4 掩模图形优化试验
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表文章
附录
致谢

(9)彩色三维打印成型系统的设计开发(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 快速成形技术概况
    1.3 彩色三维打印成型技术的应用
    1.4 彩色三维打印成型技术国内外研究和发展现状
    1.5 论文研究背景、目标和内容
2 彩色液滴喷射成形及粘结机理
    2.1 彩色三维打印技术概述
    2.2 微滴喷射方式
    2.3 液滴的喷射性能
    2.4 液滴与成型界面的交互作用
    2.5 彩色三维打印成型的粘结机理
    2.6 本章小结
3 彩色三维打印成型系统的开发
    3.1 彩色三维打印成型系统工作原理
    3.2 彩色三维打印成型系统概述
    3.3 彩色三维打印成型设备的机械系统
    3.4 本章小结
4 彩色三维打印成型系统控制硬件和软件设计
    4.1 彩色三维打印成型系统控制硬件设计
    4.2 彩色三维打印成形系统控制软件开发
    4.3 系统调试
    4.4 本章小结
5 彩色切片与色彩添加
    5.1 色彩基础理论
    5.2 彩色切片原理
    5.3 切片色彩添加方法
    5.4 RGB模型转换为CMYK模型
    5.5 彩色三维模型打印成型过程
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献

(10)桌面式三维打印机控制系统的设计与优化(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 三维打印介绍
    1.2 课题背景及意义
    1.3 桌面式三维打印技术的工作原理
    1.4 三维打印控制系统国内外研究现状和发展趋势
    1.5 桌面式三维打印机控制系统基本设计路线
        1.5.1 硬件系统的设计
        1.5.2 软件系统的设计
    1.6 本课题研究目标及研究内容
    1.7 本章小结
第二章 PC机与控制系统SCI串口通讯的设计
    2.1 SCI接口概述
    2.2 DSP F2812 的SCI串口通信优点
    2.3 SCI串口通信接口电路设计
    2.4 波特率的选择
    2.5 SCI串口通讯的实现
    2.6 SCI串口通讯数据的转义
    2.7 本章小结
第三章 X,Y,Z三轴及送丝电机的控制设计
    3.1 步进电机控制系统硬件结构
    3.2 电机专用控制芯片DSP F2812 介绍及外围电路设计
        3.2.1 芯片介绍
        3.2.2 芯片最小系统电路
    3.3 电机驱动器
    3.4 步进电机的选型
    3.5 步进电机控制系统软件设计
        3.5.1 开发环境介绍
        3.5.2 主程序模块
        3.5.3 步进电机控制模块
        3.5.4 打印过程中各种联动的实现
    3.6 本章小结
第四章 恒温控制系统
    4.1 系统结构设计
    4.2 温度传感器的设计
        4.2.1 K型热电偶
        4.2.2 MAX6675 性能及其温度测量
    4.3 加热装置
        4.3.1 实现原理
        4.3.2 高温陶瓷加热板和效应管选型
    4.4 温度控制系统的设计
        4.4.1 主程序设计
        4.4.2 PID算法的选择
        4.4.3 增量式PID算法参数的确定
    4.5 本章总结
第五章 系统实验与分析
    5.1 恒温温度的确定与分析
    5.2 X,Y轴与送丝电机的速度匹配实验与分析
    5.3 本章总结
结论
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表论文情况及参与科研项目

四、桌面型快速成形系统MEM200系统设计(论文参考文献)

  • [1]激光选区熔化/CNC增减材复合制造装备设计与工艺初步研究[D]. 黄宁桂. 深圳大学, 2020(10)
  • [2]FDM快速成型的多工艺参数优化及其在摩托车下插头的应用研究[D]. 高善平. 华侨大学, 2020(01)
  • [3]基于FDM技术3D打印机结构与工艺参数优化的研究[D]. 陈延凯. 杭州电子科技大学, 2020(04)
  • [4]蜡模3D打印机的设计与试验研究[D]. 古乔榆. 中国石油大学(华东), 2019(09)
  • [5]3D打印新型外部支撑的设计与研究[D]. 孙薛. 沈阳建筑大学, 2019(05)
  • [6]FDM桌面型3D打印机的整体设计及成型工艺研究[D]. 郭宇鹏. 中北大学, 2017(08)
  • [7]3D打印机结构对其外观影响因素的美学设计研究[D]. 姜方明. 沈阳建筑大学, 2017(04)
  • [8]低成本桌面化面曝光快速成形系统研究与开发[D]. 陈振. 西安工程大学, 2016(06)
  • [9]彩色三维打印成型系统的设计开发[D]. 冯凡彬. 华中科技大学, 2015(05)
  • [10]桌面式三维打印机控制系统的设计与优化[D]. 陈涵. 贵州师范大学, 2015(03)

标签:;  ;  ;  

桌面快速成型系统MEM200的系统设计
下载Doc文档

猜你喜欢