本文關鍵詞：個人級桌面式3D打印機的研究

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【摘要】：3D打印技術又稱三維快速成型技術，其最突出的優(yōu)點是無需機械加工或模具，，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。 本文主要是針對熔融擠出成型（FDM）工藝原理的個人級3D打印機進行研究。研究的內(nèi)容主要涉及機械結構的設計、控制電路的搭建、控制軟件的研究，以及打印精度的優(yōu)化。 在機械結構方面，首先，通過分析現(xiàn)有主流3D打印機的結構差異和優(yōu)劣對比，并基于FDM成型方法的工藝原理，得出結構優(yōu)化設計方案及可行性的改進計劃。然后，借助計算機輔助設計軟件Solidworks進行虛擬設計，仿真驗證設計方案的準確性及可行性。最終，完成所需零部件的選型，并完成3D打印機的原型樣機的制作。 結合上述原型樣機的機械結構，完成電路控制部分的選型和組裝。對集成控制主板進行固件程序燒錄，實現(xiàn)由控制主板直接控制各個模塊的工作，包括步進電機、噴頭加熱管、溫度反饋，以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)�，實現(xiàn)了該3D打印機的基本功能。 通過打印測試，分析成型精度的主要影響因素，包括硬件和軟件兩部分。硬件方面，主要針對冷卻與加熱模塊進行分析；軟件方面，主要通過切片軟件的參數(shù)調(diào)試，解決打印過程中所出現(xiàn)的問題，達到提高打印精度的目的。
【關鍵詞】：快速成型技術 3D打印 熔融擠出成型 打印精度
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP334.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 背景介紹8
• 1.2 3D 打印技術應用領域8-9
• 1.3 3D 打印機發(fā)展狀況9-11
• 1.4 FDM 成型工藝的原理及優(yōu)勢11-12
• 1.5 小結12-13
• 第二章 打印機機身結構設計13-31
• 2.1 現(xiàn)有 3D 打印機機身結構對比13-15
• 2.1.1 Darwin 式13
• 2.1.2 Mendel 式13-14
• 2.1.3 Cupcake 式14-15
• 2.1.4 確定方案15
• 2.2 打印機框架選材15-17
• 2.2.1 選材相關資料15-17
• 2.2.2 確定方案17
• 2.3 機身結構設計17-18
• 2.3.1 方案一17
• 2.3.2 方案二17-18
• 2.4 負載估算18-19
• 2.4.1 X 軸向電機驅動負載18
• 2.4.2 Y 軸向電機驅動負載18-19
• 2.4.3 Z 軸向電機驅動負載19
• 2.5 同步帶與同步帶輪的選定19-21
• 2.5.1 同步帶的重要性19
• 2.5.2 選擇同步帶的類型19
• 2.5.3 選擇同步帶輪19
• 2.5.4 確定方案及計算19-21
• 2.6 直線軸承的選定21-23
• 2.6.1 直線軸承的應用場合21
• 2.6.2 計算及直線軸承的選定21-23
• 2.7 直線光軸的選定23-24
• 2.7.1 直線光軸的應用場合23
• 2.7.2 直線光軸的選定23-24
• 2.8 直線導軌的選定24-26
• 2.8.1 直線導軌的應用場合24-25
• 2.8.2 直線導軌的選定25-26
• 2.9 滾珠絲杠的選定26-28
• 2.9.1 滾珠絲杠的應用場合26-27
• 2.9.2 滾珠絲杠的選定27-28
• 2.10 加熱擠出頭28-29
• 2.10.1 加熱擠出頭設計28
• 2.10.2 擠出頭流道仿真28-29
• 2.11 小結29-31
• 第三章 打印機控制系統(tǒng)研究31-41
• 3.1 打印機硬件的選型31-35
• 3.1.1 主板31-32
• 3.1.2 步進電機32-33
• 3.1.3 步進驅動器33-34
• 3.1.4 限位器34
• 3.1.5 加熱與溫度反饋34-35
• 3.2 打印機控制軟件的選擇35-40
• 3.2.1 CAD 軟件36-37
• 3.2.2 CAM 軟件37-40
• 3.3 小結40-41
• 第四章 打印精度的影響因素41-53
• 4.1 硬件對打印精度的影響41-44
• 4.1.1 冷卻風扇的影響41-43
• 4.1.2 加熱式平臺的影響43-44
• 4.2 軟件對打印精度的影響44-52
• 4.2.1 基底與平臺的脫離問題45-46
• 4.2.2 材料擠出不均勻問題46-48
• 4.2.3 接縫處溢出問題48-50
• 4.2.4 成型后零件底層質(zhì)量過差問題50-52
• 4.3 小結52-53
• 第五章 總結與展望53-55
• 5.1 課題研究工作總結53
• 5.2 研究展望53-55
• 參考文獻55-57
• 致謝57

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李滌塵;田小永;王永信;盧秉恒;;增材制造技術的發(fā)展[J];電加工與模具;2012年S1期

2 何巖峰;;淺析3D打印技術在武器裝備維修中的應用[J];計算機光盤軟件與應用;2013年14期

3 陳嬋娟;;快速成型技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];湖南科技學院學報;2011年08期

4 王稱;;快速成型技術的起源與方向[J];科技與企業(yè);2011年13期

本文編號：556099