选择性激光烧结铺粉辊设计与成型质量研究

在选择性激光烧结工艺中,铺粉效率以及粉末密度将直接影响烧结成型件的成型效率和质量。为了提高铺粉的质量,对铺粉装置进行了分析比较,提出了一种新的铺粉方案,首先,对铺粉装置的结构进行改进,并对改进后的铺粉装置进行运动学分析,建立了粉末颗粒在铺粉辊作用下的受力模型;然后,通过对该模型进行理论分析,得到影响铺粉质量的主要参数有铺粉辊的半径、粗糙度、自转的方向及刮板和铺粉辊的平移速度;最后,以改进铺粉装置之后的激光烧结设备为试验平台,进行试验研究,结果表明改进后的铺粉装置对成型件的成型质量有提升作用,并得出随着铺粉辊平移速度的增大,成型件的尺寸精度会先增大后减小。

基于PLC的自动填料机控制系统设计

为提高石墨棒碳粉填料效率,实现填料流程自动化,降低石墨棒填料生产成本,设计一种基于PLC的自动化光谱实验样品智能处理系统,实现全自动化填料功能。系统采用PLC作为主控制器,根据光谱实验样品智能处理系统的控制需求分析,对系统软硬件进行设计,通过触摸屏实现人机交互,结合多源传感器信息融合技术,对各执行部件实施模块化控制;实验表明:该系统运行稳定,人机交互性好,自动化程度高,大大降低了人工成本,提高了生产效率,应用前景好。

基于欧拉法和消元法的平面六杆机构分支识别

平面单自由度六杆机构分支和奇异点是研究连杆机构运动连续性的重要指标,针对Stephenson型单自由度平面六杆机构,提出一种识别机构所有分支的方法。基于欧拉环方程,结合三角换元、多项式判别法,首先提出一种分析平面六杆机构分支的理论方法,识别了机构所有分支并得到抑制机构运动的所有奇异点。其次联合Sylvester消元法,得到输入输出角同时在四杆链或不同时在四杆链条件下的输入输出关系曲线。最后通过实例分析与验证,结果表明此理论方法可准确迅速地得到平面六杆机构的可行运动域以及奇异点位置处机构的所有构型,为Stephenson型平面六杆机构的设计提供了一个简单有效的途径。

选择性激光烧结铺粉辊运动参数分析

在选择性激光烧结技术中,成型缸内的粉末密度及其均匀性将直接影响烧结成型件的质量。为了提高铺粉的质量,以铺粉辊为研究对象,利用EDEM软件仿真铺粉过程,研究了铺粉辊的半径尺寸、平动速度,自转速度等对铺粉质量的影响规律。结果表明:当铺粉辊半径增大,粉末均匀性相应升高,而密度相对降低;平动速度达到峰值后,随平动速度上升而粉末密度减小;合适的自转速度会使成型缸中粉末密度的均匀性更好,粉末层更加平整。确定最佳工艺参数为铺粉辊半径15mm,平动速度35mm/s,自转角度1.6rad/s,此时粉层的密度4.7g/cm^(3),密度标准差为0.195g/cm^(3)。

面向3D打印过程的产品工艺设计和优化

熔融沉积成型打印技术能快速生成不同结构特征的模型,再将模型转化为实际产品。根据FDM基本原理,分析3D打印的工艺流程及影响因素,探讨拆分模型和添加支撑的原则,对模型的支撑类型进行了分类,基于实例对不同类型模型进行了工艺完整性研究,提出不同支撑类型的优化设计方案。结果表明,添加不同类型的支撑可以提升模型的工艺性和加工质量。

城市生活垃圾压缩装备折角式压头优化设计

针对目前城市常用的垃圾水平压缩设备存在垃圾压实效果不够理想和作为关键压缩部件的压头容易变形问题,提出一种新型的折角式压头,设计中分别将压头折角选为10°、20°、30°、40°,前面板厚度选为10 mm,12mm,通过仿真对比,最终求出折角式压头最佳折角为30°,最佳前面板厚度为10 mm。实验结果表明,改进后的折角式压头不仅提升了压实效果,减少了压头变形,并在一定程度上有利于实现垃圾水平压缩设备的轻量化。

基于逆向工程的产品设计研究

工程生产中的产品设计一般采用正向工程设计,主要根据产品的功能与用途提出构想思路,借助计算机三维软件建模,最后通过技术手段加工成型。针对其设计方法存在的设计周期较长问题,提出一种逆向工程设计思维并通过鞋底的逆向工程设计实验进行验证。首先针对鞋底的结构进行研究分析,并用三维扫描设备获取实物模型表面的点云数据,并在geomagic studio软件平台上处理点云数据得到目标曲面的NURBS曲面数据,然后利用geomagic studio软件与UG软件的交互功能将数据导入到UG中进行正向建模工作,在正向建模过程中借助软件对其结构进行分析并对存在的问题进行结构优化处理,实现逆向工程设计模仿之外的再创新意图,最终利用3D打印技术得到升级产品的实物模型。通过实例的结果证明,混合建模的设计方法能在保证产品质量的条件下可尽量缩短设计周期,降低研发成本。