本文關(guān)鍵詞：顆粒式進(jìn)料生物3D打印的線寬檢測(cè)與控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：組織工程和生物制造技術(shù)的發(fā)展為人類修復(fù)自身受損組織提供了一種新的潛在方法。將生物支架制作成目標(biāo)器官或組織的形狀，并通過組織工程技術(shù)在支架上進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，形成目標(biāo)組織。生物支架的形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，普通的制做方法很難實(shí)現(xiàn)支架的功能性。而快速成形技術(shù)的崛起則很好的解決了這個(gè)問題。 快速成形技術(shù)中的熔融沉積技術(shù)為制備生物支架方面帶來了極大的便利性。對(duì)支架進(jìn)行三維建模，利用高分子生物材料作為制備支架的原材料，根據(jù)支架的用途和材料的屬性，在高溫或者低溫的條件下進(jìn)行支架的制作，使獲得的支架擁有最佳的生物構(gòu)造。 目前熔融沉積快速成形技術(shù)的進(jìn)料方式主要為絲進(jìn)式。這種進(jìn)料方式需要將原材料進(jìn)行二次加工，變成粗細(xì)均勻的絲狀，不僅效率不高，，而且在加工過程中造成材料浪費(fèi)。為了充分利用不同形狀的材料，在絲進(jìn)噴頭的基礎(chǔ)上，本課題組聯(lián)合清華大學(xué)開發(fā)了顆粒式進(jìn)料噴頭的熔融沉積原型實(shí)驗(yàn)機(jī)。本文在原型機(jī)的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行研究。通過對(duì)噴頭機(jī)構(gòu)中送料裝置和進(jìn)料裝置的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，增強(qiáng)了顆粒進(jìn)料穩(wěn)定性，間接提高了模型的成型速度。另外，在對(duì)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)原理進(jìn)行分析后，得出了當(dāng)前熔融沉積技術(shù)精度不高幾個(gè)原因，并通過噴頭移動(dòng)速度和臺(tái)面絲寬的測(cè)量實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證。噴頭出絲速度無(wú)法隨著噴頭掃描速度的改變而改變，是影響臺(tái)面絲寬在不同情況下精度不同的重要因素，甚至?xí)茐闹Ъ艿某尚�。因此，�?duì)立體三軸機(jī)械結(jié)構(gòu)充分研究后，本文提出了一種通過檢測(cè)噴頭掃描速度進(jìn)而實(shí)時(shí)改變噴頭擠出速度的智能控制方法，在出絲過程中形成了一種半閉環(huán)的控制。利用光電編碼器對(duì)噴頭掃描速度的動(dòng)力絲杠進(jìn)行速度測(cè)量，將測(cè)量后的信號(hào)傳輸給單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，決定是否需要向控制擠出速度的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出變速信號(hào)。在對(duì)實(shí)驗(yàn)機(jī)改造后，獲得了良好的初步成果。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)擠出速度實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)變速，輪廓曲線部分的絲寬更加接近于內(nèi)部填充材料的絲寬，也可以理解為不同路徑下的線寬差變小。
【關(guān)鍵詞】：生物支架 熔融沉積 顆粒進(jìn)料 掃描速度 擠出速度 噴頭運(yùn)動(dòng)原理
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R318;TP391.73
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外生物支架的研究10-11
• 1.3 快速成形技術(shù)11-16
• 1.3.1 快速成形技術(shù)背景11-14
• 1.3.2 快速成形技術(shù)原理14-16
• 1.3.3 快速成形技術(shù)的應(yīng)用16
• 1.4 論文的研究背景和內(nèi)容16
• 1.4.1 研究背景16
• 1.4.2 論文的主要研究?jī)?nèi)容16
• 1.5 本章小結(jié)16-18
• 第2章 熔融沉積成形技術(shù)18-24
• 2.1 FDM 在生物支架制備中的重要性18
• 2.2 熔融沉積基本工作狀況18-19
• 2.3 FDM 成形精度影響分析19-23
• 2.3.1 模型設(shè)計(jì)及分層處理過程中的精度誤差20-22
• 2.3.2 FDM 比較常用的掃描路徑方式22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 熔融沉積執(zhí)行機(jī)構(gòu)分析與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)24-43
• 3.1 噴頭結(jié)構(gòu)25-34
• 3.1.1 送料勺的分析及改進(jìn)實(shí)驗(yàn)26-32
• 3.1.2 進(jìn)料槽的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)32-34
• 3.2 噴頭運(yùn)動(dòng)過程中的誤差分析34-41
• 3.2.1 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行分析35-36
• 3.2.2 伺服電機(jī)的運(yùn)行分析36-41
• 3.3 絲寬誤差原因分析41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 步進(jìn)電機(jī)速度與線寬關(guān)系實(shí)驗(yàn)43-50
• 4.1 螺桿擠出噴頭特性分析43-47
• 4.2 巴拉斯效應(yīng)47-48
• 4.3 不同擠出電機(jī)工作頻率下輪廓線寬的直徑48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 基于光電編碼器的工作臺(tái)反饋控制方案50-63
• 5.1 開環(huán)與閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)50-53
• 5.2 硬件組成部分53-57
• 5.2.1 光電編碼器的選擇53-55
• 5.2.2 聯(lián)軸器的選擇55-56
• 5.2.3 單片機(jī)的選擇56-57
• 5.3 軟件設(shè)計(jì)部分57-60
• 5.3.1 程序流程圖57-58
• 5.3.2 編譯工具58-60
• 5.3.3 代碼實(shí)現(xiàn)60
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果60-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 第6章 總結(jié)與展望63-64
• 6.1 總結(jié)63
• 6.2 展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 附錄69-74
• 程序代碼69-74
• 作者在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：顆粒式進(jìn)料生物3D打印的線寬檢測(cè)與控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：294544