面向异形件快速成型的光固化3D打印机数字孪生监控系统设计

为提高包装机研发生产中异形件的制造效率,设计一种光固化3D打印机数字孪生监控系统,可有效保证光固化3D打印机生产异形件的质量。通过Unity3D构建虚拟机,Arduino开发板构建交互设备,以串口通讯方式实现虚拟机和实体机的连接。系统运行稳定,可实现光固化3D打印机运行状态的监控,以及打印层厚、成型平台姿态等关键数据的监测等功能。试验表明,打印层厚监测精度达0.01 mm,成型平台姿态监测精度达0.001°,在打印机正常工作时,将包装机收膜辊轮的生产时间缩短至3.5 h。研究为包装机的快速研发制造提供一定的理论基础和新的解决方案。

3D System打印机工艺过程及故障解决方案

对3D System打印机进行简介,对打印工艺过程进行详细阐述,分析打印机在打印过程中有可能出现的一些问题,并提出有效的解决方案。将3D System打印机运用到传统铸造行业,简化传统铸造生产过程,充分适应产业要求。

基于挤出成型的陶泥3D打印成型系统设计与开发

借鉴熔融沉积(FDM)成型技术实现机理,本文对桌面型陶泥3D打印机的运动系统、挤出系统、控制系统进行了研究设计.采用三自由度悬臂式框架结构,工作台沿Y轴进行前后移动,喷射机构进行X轴左右和Z轴上下方向的移动,挤出系统采用螺杆式挤出结构.打印机总体尺寸320×360×400 mm,工作行程230×230×230 mm.以ATmega128单片机为核心,采用模块化思想对成型系统控制部分进行设计,经测试,系统运行良好,实现了预期功能.

基于直角坐标系3D打印机的装配机械结构优化设计探讨

由于已有方法未能通过改进粒子群算法进行装配机械结构优化,导致机械结构强度下降,优化耗时上升。提出一种基于直角坐标系3D打印机的装配机械结构优化方法,对装配机械结构进行有限元分析,同时划分为多个单元杆件,对各个杆件进行分析获取单元刚度矩阵,将矩阵叠加得到整体刚度矩阵。进而根据直角坐标系3D打印的相关理论,分别从尺寸优化、形状优化以及拓扑优化三个方面构建对应的优化设计模型。仿真实验结果表明,所提方法能够有效降低装配机械结构优化耗时,提升机械结构强度。

基于直角坐标系的3D打印机机械结构设计

为进一步探究3D打印机机械结构的优化路径,本次设计针对基于直角坐标系的3D打印机机械结构展开研究,从基本思路着手,通过分别设计3D打印机各方面组件完成相关工作,并测试实际运行情况。测试结果表明,本次设计的基于直角坐标系的3D打印机机械结构在性能上相对较优,有望在后续相关工作中逐步得到应用。

基于MEMS技术FDM 3D打印机自适应调平系统

针对熔融沉积成型(FDM)3D打印机在使用过程中出现的打印模型粘接不牢、翘曲变形和抽丝等问题,基于微电机系统(MEMS)技术设计了一种4点式自适应调平系统。该系统利用MEMS双轴倾角传感器测量打印平台的倾角以确定位于最高点的调节点,运用调平算法计算其它3个调节点的举升高度调节量,使用机电式调平机构采用逐高式调平方法实现打印平台的水平调节。研究表明,该系统具有原理简单,调平时间短,可靠性高等特点,能够满足3D打印机调平的性能指标要求,还可推广应用于其它各类调平系统。

DLP光固化3D打印机速度控制系统优化

当前系统存在光照利用率不高、均匀性较差和成型效果不佳的问题,设计了基于DLP的光固化3D打印机速度优化控制系统。该系统利用激光光束将三维模型分层截面图形投影在液态的原材料表面上,进行逐点扫描,使得被扫描液态原材料发生光聚合反应而达到一定程度的固化,形成实物产品制件的一个薄膜,在实物产品制件首层光固化完成后,3D打印机操作台向下移动一个层厚的距离,在之前光固化完成的液态原材料表面再附上一层新的原料,直到获得实物产品,另外通过合适的波长,均匀三维模型投影幅面光照,实现了3D打印机速度优化控制。测试结果显示,系统有效提高了光照利用率和光照均匀性,节约了成型时间,改善了成型效果。

基于GRETA正则表达式的SLM 3D打印机控制系统译码模块设计

为实现SLM 3D打印机控制系统对3D打印切片软件生成的控制代码进行准确、高效的译码工作,利用GRETA正则表达式开发了SLM 3D打印机控制系统译码模块。此译码模块充分利用了GRETA正则表达式中rpattern对象与放置替换结果的容器subst_results,在控制代码的预处理、词法检查、语法检查以及加工信息提取过程中,均采用正则表达,按照匹配替换、提取替换结果的操作模式设计了译码模块。程序仿真测试结果表明,该译码模块能够满足SLM 3D打印机控制系统对译码工作的要求。采用GRETA正则表达式与层次化的编程方法,提高了所设计译码模块的可移植性、可扩展性。

基于喷头切换系统的多色3D打印机设计

针对熔融沉积成型(FDM)3D打印机打印产品颜色单一的问题,该文研发了一款由多个送料机构相互配合,通过PLC控制喷头模组切换喷头的FDM多色3D打印机。通过搭建整机实验平台进行三维模型产品打印测试,测试使用0.4 mm直径的喷头,设置挤出层高0.1 mm、打印速度120 mm/s,以蓝、绿、黄、橙4种颜色丝状PLA耗材作为原料,实验结果表明该3D打印机可以精确、稳定地完成多色模型的快速成型打印,为FDM多色3D打印提供了新的思路。

基于STM32的立体式3D打印机控制系统设计

本文针对传统立体式3D打印机运行速度慢、控制电路复杂、产品精度较差且翘边严重等弊端,研制了一种基于STM32F103RBT6的新型3D打印机控制系统。系统包括上下位机双向通信、信号的采集与处理、步进电机的细分控制、限位开关的快速控制等几个主要模块;控制部分的软件则使用PID算法,能非常准确地控制加热棒和挤出机温度以及步进电机的动作,实现打印头精确定位。实际测试表明,采用本控制系统后,在同等条件下,单位体积产品打印时间缩短80%以上,精度提高60%以上,边缘翘边在合理范围内,打印头抽丝质量较高。

FDM型3D打印机电机控制系统的设计与优化

文中主要对FDM型3D打印机电机控制系统的基本组成部分进行了设计与描述,这些部分主要包括以下几个部分:微控制器单元、三路行程开关模块、两路温度器的传感模块、挤出机和加热床加热电路模块、四路步进电机驱动模块和基本的通信模块组成的。同时,详细说明了每个模块控制系统的具体电路实现方式和基本原理,也对包括器件的选型和部分重要参数进行总结和计算。在具体电路设计方面,主要考虑了LPC1768微控制器电路、步进电机驱动电路和电源电路。最终,还对设计的各个模块进行一定量的测试,得出结论,所设计的电机控制电路符合技术要求。

陶瓷3D打印机喷头结构设计与仿真分析

为了克服现有陶瓷打印喷头不能连续进料的缺点,根据陶瓷3D打印机高精度和连续上料的要求,对陶瓷3D打印机的喷头挤出系统进行结构设计,提出一种可连续进料、持续打印的陶瓷3D打印机喷头挤出系统,并利用流体力学相关理论知识以及ANSYS Fluent流体仿真软件对挤出过程进行数值模拟.仿真分析结果表明:喷头出口流速约为1.79 mm/s,能够满足较高精度的打印需求;流体内部压强分布合理;关键部件螺杆受力在许用范围内;流体流线场光顺无交叉,在螺杆螺槽处能够顺畅流动.

基于FDM技术的3D打印机挤出机构研究与设计

虽然FDM技术在3D打印机应用很广泛,但是由于其本质的问题会影响挤出机构过热而导致打印出的成品表面粗糙甚至精度出错。为了解决此问题,研究一般的挤出机构的构造并在此基础上设计一种3种挤出机构联合使用的三喷嘴挤出机构。通过添加新的材料到挤出机构中缓解流体对通道内壁的粘度以及对有变相引起的局部过热问题,优化了3种不同挤出机构联合排列使用的效果。通过实验仿真得到了设计的挤出机构表现优秀并且能够满足实际需求。

基于S7-1200系列PLC的一种粉末粘结式彩色3D打印机的设计

本文以S7-1200系列PLC控制系统为核心设计了一种粉末粘结式彩色3D打印机,采用类石膏粉为打印基材,借助粘接剂和彩色染剂,通过逐层铺粉、叠加打印的方式完成产品的制造,其打印产品的最大尺寸为180×160×150mm,最高打印精度为0.1mm。

柱坐标式FDM 3D打印机的研制

针对基于笛卡儿坐标系的熔融沉积成型(fused deposition molding,FDM)3D打印机打印旋转体精度低,且速度慢等问题,设计开发了一种基于柱坐标系的FDM 3D打印机.其成型原理和机械结构都借鉴了传统的FDM 3D打印机,并在此基础上将基于笛卡儿坐标系的运动方式改为基于柱坐标系的运动方式.相较于传统FDM 3D打印机,在使用相同的硬件(包括电机、喷头、打印丝材)配置情况下,该设备打印旋转体模型时可以实现更高的打印精度,在某些情况下可以实现更快的打印速度.

神奇的3D打印机

"神奇的3D打印机"在计算机辅助设计数据的指引下,综合运用台达AH500编程技术、数字模拟电子技术、计算机技术及传感器技术等组成高速可靠的自动控制系统,实现目标物体的3D打印及实时显示控制。所提出的系统将极大缩小产品从"概念"到"定型"的时间,从而加快产品的供给和更新周期,所制造出的3D打印机无需原胚和模具,可直接通过层层增加材料的方法"打印"出产品,整个过程几乎没有任何浪费。实现了绿色环保的设计目标。

基于ARM的3D打印机热床自动校正技术的研究与设计

针对熔融沉积成型3D打印机热床手动机械调节的繁琐以及调节耗时长的问题,提出一种热床自适应调平系统。此调平系统以ARM为核心处理器,通过外部限位开关对热床平面实时采集9个网格点数据,运用最小二乘法对采样点的数据拟合实际的打印平面,在该平面上建立校正矩阵,用该矩阵乘以打印模型的gcode文件中的三维坐标,对三维坐标进行坐标解码,实现坐标补偿,完成打印。实验结果表明,该系统具有原理简单,调平时间短,可靠性稳定等特点,能够满足3D打印机调平的性能指标。

一种多色3D打印机的设计与分析

目前桌面级FDM3D打印机具有结构稳定性差、打印产品成型颜色单一的缺点。为了解决FDM3D打印机的不足,基于普通的并联臂FDM3D打印机,进行机械结构设计与优化和控制系统设计与开发,设计出一种FDM的多色3D打印机。通过整机实验平台的搭建和3D产品打印的实验,该多色打印机能够实现多种颜色的混色打印,为FDM3D多色打印提供了一种新的解决方案。

基于笛卡尔坐标系FDM型3D打印机的对比分析

随着3D打印技术在各个领域的应用逐步增多,成型设备的点定位数学原理也变得越来越重要。本文探究了FDM技术类型的3D打印机的成型原理,选取市场主流的笛卡尔坐标系数学原理的3D打印机作为研究对象。对比分析了XYZ型、Core XY型以及DELTA型3D打印机的优势与劣势,为设备的机械结构优化提供依据,最终得出结论。

通用挤出型食品3D打印机的设计

为了解决当下专用食品3D打印机可打印食材种类单一的问题,课题组设计了一款可打印巧克力和面点类的通用挤出型食品3D打印机。通过SolidWorks软件设计了笛卡尔坐标系形式的机械结构,并对其滚珠丝杠螺母传动机构进行了分析计算,详细介绍了其选型过程。通过气压供料、活塞挤出的方式,实现了打印喷头的连续供料功能。针对巧克力类熔融挤出低温冷却及面点类常温挤出加热熟化的食材成型特性,设计了可实现制冷和加热切换的恒温打印平台温控系统,实现了食品3D打印成型的通用性。研究结果表明该型食品3D打印机能以连续性供料的方式打印巧克力及面点类食品,顺应了多功能发展的理念。所设计的食品3D打印机可以完成一机多用的个性化食品打印,具有一定的实用价值。