粘结剂体系对微喷射粘结成形砂型精度和性能的影响

以水玻璃和碱性酚醛树脂为粘结剂,研究粘结剂体系对微喷射粘结增材制造砂型精度和强度的影响及其机理。测试了不同分层厚度下成形的砂型试样三个轴向尺寸和抗拉强度,利用扫描电镜观察试样微观断口形貌。结果表明:随粘结剂喷射量的增大,砂型X和Y轴向尺寸误差和砂型抗拉强度随之增大,砂型Z轴向尺寸误差逐渐减小。粘结剂喷射量和分层厚度相同时,成形的水玻璃砂型X和Y轴向尺寸误差大于酚醛树脂砂的尺寸误差,水玻璃砂型抗拉强度明显小于酚醛树脂砂型强度。这是由水玻璃粘度小于酚醛树脂粘度且固化后的水玻璃抗拉强度小于酚醛树脂抗拉强度导致的。

基于Qt的微喷射粘结成型设备的控制系统设计

根据微喷射粘结成型设备的工作原理,提出了基于Qt平台的控制系统,实现STL文件切片以及图像填充处理算法,对相关参数设置及功能的实现做了详细的设计与分析。软件操作简单,友好的人机界面设计,可用于Windows,Linux以及嵌入式ARM平台。与高成本的激光打印机等设备控制软件相比,该软件没有复杂的参数设置和操作过程,整体设备价格便宜,维护成本低,更适合在办公室或者家庭使用。该软件设计支持二次开发,可以不断提高与改进,同时可以适用于其他设备。

基于Qt的微喷射粘结快速成形系统软件

本文实现了基于Qt平台的微喷射粘结快速成形系统控制软件,提出了基于三角形位置信息的分层邻接查找算法。该切片算法在打印成型过程中无需生成G-code作为加工路径,而且大大减少了判断STL文件中三角面片与切层平面位置关系的次数,能够迅速查找到邻接三角形而获得首尾相连的切层轮廓,节省了系统资源,提高了切片效率。最后通过对叶片实体打印实例的分析,验证了该软件的可行性和高成型精度。

微喷射粘结成形坯体烧结尺寸预测

微喷射粘结成形需要烧结来提高打印件的力学性能,但是烧结带来的尺寸收缩可能会破坏预期的形状和尺寸。因此,针对微喷射粘结成形件的烧结尺寸收缩问题,通过BP神经网络的数据挖掘方法建立预测模型。采用正交试验设计方法来组合关键工艺参数,包括粉层分层厚度、粘结剂饱和度和烧结温度,进行相关试验并测量及计算,获得对应坯体在正交方向上的烧结线收缩率。通过训练数据集,对该烧结尺寸数据进行神经网络训练并得出训练拟合曲线,通过验证数据集来验证所得训练模型的有效性。结果表明,通过BP神经网络模型预测得到的烧结线收缩率与实际烧结线收缩率较为吻合。因此论证了通过建立BP神经网络模型能够对烧结尺寸做出有效的预测,从而能够实现高效的产前设计。

微喷射粘结成形技术硬件控制系统

微喷射粘结技术是三维打印中的常见技术,该技术运行成本低,环境适应性强,发展应用前景广阔。结合商业化打印机的喷头及相应控制组件,研发一套基于STM32控制的微喷射粘结成形的控制系统。控制系统的主控板以ARMCortex结构芯片STM32F103VBT6为控制核心,包括最小系统电路、串口通信电路、运动控制电路、编码器状态检测和反馈电路。运动模块分为打印步进模块、铺粉运动模块和升降台运动模块。该控制系统通过伺服电动机和步进电动机实现运动,通过编码器状态检测和反馈实现运动与打印的配合。该系统降低了开发难度,缩短了开发周期,降低了成本,可移植性强,性能稳定。